香蕉視頻app蘋果:不銹鋼電化學著彩色堿性溶(rong)液成分和工藝條件(jian)見表(biao)9-3.
一(yi)、配方1 (見表9-3)的說明
本配方由上海手術器械廠傅綺(qi)君提出。
1. 色澤(ze)的呈現過程
在(zai)配方1的介(jie)質中，用電化學方法，在(zai)不(bu)銹鋼表(biao)面形(xing)成(cheng)一(yi)層致(zhi)密而具有一(yi)定厚(hou)度的薄膜(mo)，隨(sui)著加工工藝的不(bu)同，光對薄膜(mo)的干(gan)涉，在(zai)表(biao)面形(xing)成(cheng)各(ge)種單色彩色膜(mo)。
鉻系(xi)不銹(xiu)鋼(gang)：淺灰色－黑(hei)亮色－藏青色－金棕色。
鉻-鎳系不銹鋼：青鋼色(se)(se)(se)(se)－藍色(se)(se)(se)(se)－紫色(se)(se)(se)(se)－金黃色(se)(se)(se)(se)－紅色(se)(se)(se)(se)－綠(lv)色(se)(se)(se)(se)－金棕(zong)色(se)(se)(se)(se)。
2. 彩(cai)色膜的(de)組成和(he)厚(hou)度
①. 彩(cai)色膜的組成(cheng)。用AES進行表(biao)面(mian)分析，表(biao)層由氧(yang)、鎳(nie)、鐵(tie)、碳(tan)等組成(cheng)。
②. 彩色(se)膜(mo)的厚度(du)。根據Ar的濺射速率，計算出彩色(se)膜(mo)的厚度(du)為200.0~930.0nm.
3. 彩色(se)膜的(de)外(wai)觀
經(jing)過著色的(de)(de)(de)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)，不(bu)(bu)但(dan)具有金屬(shu)的(de)(de)(de)強度和(he)耐蝕的(de)(de)(de)光亮(liang)表面(mian)，而且披上了各(ge)(ge)種各(ge)(ge)樣鮮艷的(de)(de)(de)彩色外衣。彩色不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)在裝(zhuang)飾方面(mian)有著與其(qi)他材料無與倫比的(de)(de)(de)優點。
二、配方(fang)2 (見表9-3)的說明
本配方由沈陽第一(yi)工業(ye)學校安成強、韓玉梅、車永(yong)泉等人(ren)提出。
1. 赫(he)爾槽在(zai)陽極(ji)氧化中的應(ying)用
在250mL赫槽(cao)中，304不銹鋼片放在斜邊作陽極，直(zhi)流(liu)穩壓(ya)電源的電流(liu)強度為1A,觀察試樣(yang)的著(zhu)色膜為：
試片上(shang)陽極(ji)(ji)(ji)電流密(mi)度的分布由(you)近陰(yin)極(ji)(ji)(ji)端(duan)(duan)至遠陰(yin)極(ji)(ji)(ji)端(duan)(duan)依次減(jian)少。電流密(mi)度不同(tong)，膜的生成速率(lv)亦(yi)不同(tong)。近陰(yin)極(ji)(ji)(ji)端(duan)(duan)電流密(mi)度大(da)，著色(se)膜厚，呈茶褐色(se)；遠陰(yin)極(ji)(ji)(ji)端(duan)(duan)電流密(mi)度小，著色(se)膜薄，呈金黃色(se)，從而在(zai)氫氧化鈉堿性溶液中可(ke)著出不同(tong)的顏色(se)。
2. 著色工藝條件
通(tong)過小槽實驗(yan)，初步確(que)定不銹鋼著各種顏色的工(gong)藝條(tiao)件，見表9-4。
3. 影響(xiang)電(dian)解著(zhu)色的因(yin)素(su)
①. 氫氧化鈉(na)（NaOH).主(zhu)要起導電和溶(rong)解(jie)氧化膜(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)作用(yong)。膜(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)厚(hou)度(du)(du)(du)主(zhu)要取決于(yu)膜(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)溶(rong)解(jie)和生長速率的(de)(de)(de)(de)比。氫氧化鈉(na)濃度(du)(du)(du)高，氧化膜(mo)(mo)溶(rong)解(jie)快，膜(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)孔隙率大，硬度(du)(du)(du)與強度(du)(du)(du)低；氫氧化鈉(na)濃度(du)(du)(du)低，氧化膜(mo)(mo)溶(rong)解(jie)慢，膜(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)硬度(du)(du)(du)高，反(fan)光性好。
②. 硝酸鈉（NaNO3)、磷酸鈉（Na3PO4)的加入，可增加導電性和成膜速率，比單純氫氧化鈉溶液出色快，著色時間短。
③. 溫度(du)(du)。提高溫度(du)(du)，反應速率(lv)加快(kuai)，同(tong)時出色(se)(se)(se)速率(lv)也快(kuai)，色(se)(se)(se)膜較厚。但(dan)溫度(du)(du)過高，色(se)(se)(se)膜變得(de)粗糙，光(guang)澤欠佳。降低溫度(du)(du)，上色(se)(se)(se)速率(lv)慢，但(dan)光(guang)潔度(du)(du)較好(hao)。溫度(du)(du)低于40℃時著不上色(se)(se)(se)。一般控制在50~70℃.
④. 電流密度。提高(gao)電流密度，可使氧化膜生長加快，色膜增厚，若電流過(guo)高(gao)，氧化膜則變得(de)粗糙，一般控制在0.5~6A/d㎡.
⑤. 時(shi)間。在同樣(yang)條件下(xia)，膜的(de)顏(yan)色(se)隨時(shi)間的(de)不同而異。顏(yan)色(se)隨著時(shi)間的(de)延(yan)長，其(qi)變化為金(jin)黃(huang)色(se)→紫紅→綠色(se)→茶褐色(se)。
⑥. 攪拌。攪拌可以縮短著色時(shi)間，加快成膜速率。
4. 前處理
包括：打磨→水洗→除油①→熱水洗→冷水洗→除銹②→冷水洗→電化學拋光③→水洗→弱浸蝕④。
注(zhu)：①. 除油(you)。氫氧化鈉(na)30~50g/L,碳酸鈉(na)20~40g/L,磷酸三鈉(na)10~20g/L,溫度50℃,時間依除油(you)效果而定。
②. 除銹。硫酸(suan)10%,鹽酸(suan)10%(體積分(fen)數），溫(wen)度室溫(wen)，時間5~10min.
③. 電(dian)(dian)化學拋光(guang)。磷酸600mL/L,硫酸300mL/L,甘油30mL/L,蒸餾水70mL/L,電(dian)(dian)流(liu)密度20~30A/d㎡,溫度50~70℃,時間4~5min,陰(yin)極為鉛板。
④. 弱浸蝕。硫酸3%~5%,溫度室(shi)溫，時間0.5~1min.
拋(pao)光效果(guo)越好，著(zhu)色膜越均(jun)勻、細致、光亮(liang)。拋(pao)光效果(guo)不(bu)好，著(zhu)色質(zhi)量(liang)差(cha)，甚(shen)至著(zhu)不(bu)上(shang)色。
5. 后處理
電化(hua)學著色(se)→熱水洗→冷水洗→封閉(bi)→水洗→烘干。
注：封閉(bi)處(chu)理：重鉻(ge)酸鉀15g/L,氫氧化鈉38g/L,pH7~7.5,溫度60~80℃,時間2~3min。
6. 著色膜性(xing)能檢驗
①. 耐(nai)磨實驗
在(zai)試樣上(shang)放一繪圖橡皮(pi)，上(shang)面放500g砝碼(ma)，使橡皮(pi)沿試樣表(biao)面做(zuo)水(shui)平(ping)運動，記錄膜消失時的運動次數。結果見表(biao)9-5,從(cong)實驗結果看出(chu)，耐磨(mo)性隨(sui)膜厚(hou)度的增加而提高(gao)。
②. 耐酸性
用滴(di)管取0.5mol/L的(de)(de)硫(liu)酸滴(di)在著(zhu)色膜上，觀察表(biao)面(mian)變藍的(de)(de)時(shi)間，結果見(jian)表(biao)9-5,由表(biao)可見(jian)，金黃(huang)色和(he)紫紅色膜的(de)(de)抗蝕(shi)性(xing)欠佳(jia)，需要適宜的(de)(de)硬化處理(li)，以提高耐蝕(shi)性(xing)和(he)耐磨性(xing)。耐酸性(xing)隨著(zhu)膜厚度的(de)(de)增加而提高。
7. 槽液穩定性(xing)
當成膜速(su)率明顯減(jian)慢(man)時(shi)，可(ke)濾去沉渣，添加氫(qing)氧化鈉50g/L和(he)適量的(de)水，即可(ke)重復使用。槽液(ye)較穩定，調整簡單，維護方便，成本低(di)。
三、配方3 (見表9-3)的說明
本配方由天津大學(xue)材料(liao)學(xue)院(yuan)魏軍勝、唐子龍和宋詩哲于2007年10月提出。
為了改善不銹鋼著(zhu)色(se)(se)(se)過程中(zhong)高溫和(he)(he)重金(jin)屬離子的(de)環(huan)保和(he)(he)耗能(neng)問題，室溫下，在(zai)無Cr的(de)NaOH溶液中(zhong)，304不銹鋼交流調(diao)制電位法著(zhu)色(se)(se)(se)處(chu)理工(gong)(gong)(gong)藝(yi)，具(ju)有(you)經濟環(huan)保的(de)特點，獲得穩定(ding)的(de)金(jin)黃(huang)色(se)(se)(se)、黃(huang)紫色(se)(se)(se)、紫色(se)(se)(se)、藍紫色(se)(se)(se)和(he)(he)藍色(se)(se)(se)膜。著(zhu)色(se)(se)(se)膜具(ju)有(you)良好的(de)耐蝕性(xing)(xing)、耐磨性(xing)(xing)、機械加工(gong)(gong)(gong)性(xing)(xing)和(he)(he)抗(kang)污性(xing)(xing)。著(zhu)色(se)(se)(se)電壓幅值為7.0~8.0V,著(zhu)色(se)(se)(se)時間為4~7min,著(zhu)色(se)(se)(se)膜穩定(ding)性(xing)(xing)和(he)(he)耐蝕性(xing)(xing)能(neng)最好。本工(gong)(gong)(gong)藝(yi)簡(jian)單易行，節水節能(neng)，是不含污染離子的(de)不銹鋼著(zhu)色(se)(se)(se)“綠色(se)(se)(se)”工(gong)(gong)(gong)藝(yi)。
1. 著色結果
表(biao)9-6列出304不銹鋼交流調(diao)整電位注的著色結果
由表9-6可見，著色(se)(se)電壓和(he)時間共(gong)同影響著色(se)(se)膜(mo)的(de)顏(yan)色(se)(se)，隨著著色(se)(se)電壓幅值和(he)時間的(de)變化，顏(yan)色(se)(se)依次為金黃(huang)色(se)(se)、黃(huang)紫(zi)色(se)(se)、紫(zi)色(se)(se)、藍紫(zi)色(se)(se)、藍色(se)(se)，共(gong)出現5種(zhong)穩定(ding)的(de)特(te)征顏(yan)色(se)(se)。
2. 電化學著色過程
①. 試樣準備
304不銹鋼試樣面積約2.4c㎡,經水砂紙逐級打磨、拋光，蒸餾水沖洗，無水乙醇脫水，再蒸餾水沖洗，冷風吹干后，置于干燥器中備用。著色完畢，涂封非工作表面，留出1c㎡的工作面積，進行腐蝕測試。
②. 電(dian)化學著色條件及方法(fa)
著(zhu)(zhu)色液為0.5mol/L NaOH,采用調制(zhi)電壓(ya)的交(jiao)流信號著(zhu)(zhu)色，輻值(zhi)為4.0~10.0V,周期(qi)T為0.02s,具體著(zhu)(zhu)色參數(shu)為：溫(wen)(wen)度為室溫(wen)(wen)，著(zhu)(zhu)色時間為2~10min,著(zhu)(zhu)色完畢(bi)高(gao)溫(wen)(wen)水進行封閉處理。
3. 著色膜耐蝕性能檢測
①. 腐蝕介質為0.5mol/L H2SO4。
②. 采(cai)用(yong)動電位陽(yang)極極化(hua)曲(qu)線(xian)和線(xian)性極化(hua)阻力(li)技術研究(jiu)著色膜。陽(yang)極極化(hua)曲(qu)線(xian)測試按照(zhao)美國材料試驗學(xue)(xue)會(hui)ASTM G59-97(2003),比較測試體系的維(wei)鈍電流密度(du)Ip、過鈍化(hua)電位E1等電化(hua)學(xue)(xue)參數(shu)，研究(jiu)著色膜的鈍化(hua)穩定性。
4. 著色(se)(se)工藝對著色(se)(se)膜表面形(xing)貌(mao)的影響(xiang)
①. 電壓8.0V下(xia)，著色(se)膜(mo)表面(mian)形(xing)貌隨(sui)(sui)時(shi)(shi)間(jian)的(de)變(bian)化。2min時(shi)(shi)表面(mian)形(xing)成(cheng)連(lian)續但不(bu)均(jun)勻(yun)的(de)膜(mo)層(ceng)，繼續氧(yang)化，已形(xing)成(cheng)膜(mo)層(ceng)逐(zhu)漸(jian)變(bian)均(jun)勻(yun)，同時(shi)(shi)又有(you)新膜(mo)生成(cheng)；新膜(mo)層(ceng)也隨(sui)(sui)氧(yang)化時(shi)(shi)間(jian)的(de)延(yan)長(chang)逐(zhu)漸(jian)均(jun)勻(yun)連(lian)續；10min時(shi)(shi)形(xing)成(cheng)比較厚且(qie)連(lian)續均(jun)勻(yun)的(de)著色(se)膜(mo)；進一(yi)(yi)步延(yan)長(chang)著色(se)時(shi)(shi)間(jian)，由(you)于(yu)膜(mo)層(ceng)局部溶解速(su)率大于(yu)其生成(cheng)速(su)率，使得膜(mo)厚反而減小，且(qie)不(bu)均(jun)勻(yun)；7~10min為制備的(de)著色(se)膜(mo)在不(bu)同腐蝕(shi)介質中的(de)耐(nai)蝕(shi)性有(you)一(yi)(yi)定的(de)選擇性。
②. 著(zhu)(zhu)色(se)處理過程中的(de)電(dian)(dian)(dian)壓變化。開(kai)始電(dian)(dian)(dian)壓升高，電(dian)(dian)(dian)流降(jiang)低(di)；延(yan)長(chang)著(zhu)(zhu)色(se)時間(jian)，電(dian)(dian)(dian)壓和電(dian)(dian)(dian)流都趨于穩(wen)定；一(yi)定時間(jian)后，電(dian)(dian)(dian)壓開(kai)始降(jiang)低(di)，電(dian)(dian)(dian)流升高。這是因為(wei)剛開(kai)始著(zhu)(zhu)色(se)時，形(xing)成的(de)著(zhu)(zhu)色(se)膜使得體(ti)系(xi)的(de)反應電(dian)(dian)(dian)阻(zu)(zu)增高；當著(zhu)(zhu)色(se)時間(jian)較長(chang)時，著(zhu)(zhu)色(se)膜比較完整且不再增厚，因此，反應電(dian)(dian)(dian)阻(zu)(zu)也趨于穩(wen)定；延(yan)長(chang)著(zhu)(zhu)色(se)時間(jian)，在電(dian)(dian)(dian)場的(de)作(zuo)用下，晶界變粗大，表面膜溶解速率加(jia)快，致使表面膜厚度減(jian)小(xiao)，可能(neng)局部區(qu)域著(zhu)(zhu)色(se)膜完全溶解，因而體(ti)系(xi)的(de)反應電(dian)(dian)(dian)阻(zu)(zu)反而降(jiang)低(di)，所以著(zhu)(zhu)色(se)處理一(yi)定時間(jian)后，出現(xian)電(dian)(dian)(dian)壓降(jiang)低(di)、電(dian)(dian)(dian)流升高的(de)現(xian)象。
③. 當(dang)著色電壓(ya)低于8.0V時(shi)(shi)，若(ruo)色時(shi)(shi)間(jian)為7min時(shi)(shi)，不銹鋼(gang)表面即可形成(cheng)完整的著色膜；當(dang)電壓(ya)高于8.0V時(shi)(shi)，若(ruo)色時(shi)(shi)間(jian)為4min時(shi)(shi)，就已經形成(cheng)了完整的著色膜。
5. 著色膜機械和抗污性(xing)能
不銹鋼(gang)電解(jie)著色膜性館檢測結果(guo)見表9-7.
由表9-7可見，著色膜具有良好(hao)的耐磨性、抗彎曲性能(neng)(neng)和(he)抗污性能(neng)(neng)，能(neng)(neng)滿足(zu)應用要(yao)求。
6. 著(zhu)色工藝對著(zhu)色膜穩定性的影響
①. 著色電壓(ya)的影(ying)響
著(zhu)色(se)膜在堿性介質中制備，為評價著(zhu)色(se)膜的鈍(dun)化穩定性，選用(yong)0.5mol/L H2SO4作為測(ce)試介質，著(zhu)色(se)時間(jian)為10min,OV表示未著(zhu)色(se)不銹(xiu)鋼，測(ce)試體(ti)系的電(dian)(dian)化學參數(shu)(shu)腐(fu)蝕電(dian)(dian)位Ecor、維鈍(dun)電(dian)(dian)流密度Ip和過鈍(dun)化電(dian)(dian)位Et 等(deng)數(shu)(shu)值列于表9-8中。
由表9-8可見，不銹(xiu)鋼著色后Ecorr和Et明(ming)顯提高，而Ip又(you)降低近兩個數量級，說明(ming)著色處(chu)理提高不銹(xiu)鋼的(de)穩定(ding)(ding)性。同(tong)時，著色電(dian)壓(ya)對著色膜(mo)的(de)穩定(ding)(ding)性能有(you)一定(ding)(ding)的(de)影響，電(dian)壓(ya)7.0V時Ip最小，而當著色電(dian)壓(ya)降低或(huo)升高時，Ip都有(you)一定(ding)(ding)的(de)升高，著色電(dian)壓(ya)為7.0V時，制備的(de)著色膜(mo)穩定(ding)(ding)性和耐(nai)蝕性能最好。
②著色(se)時(shi)間的影響
a. 著色電壓為(wei)4.0V,不同著色時間的影響如下：
著色電壓為4.0V、時間為2min時，著色膜在0.5mol/L H2SO4中的陰極極化曲線非常接近未著色處理的不銹鋼，說明該電壓下較短時間不足以在不銹鋼表面形成完整的著色膜。
著色(se)電壓(ya)為4.0V、時間為4min時，著色(se)膜(mo)Ecorr、Et 明顯升高，而Ip降低近2個(ge)數量(liang)級，著色(se)膜(mo)穩(wen)定(ding)性(xing)大(da)幅度提高。
著色(se)電(dian)壓為4.0V、時(shi)間為7min時(shi)，著色(se)膜穩定性進(jin)一步(bu)提(ti)高。
著色電壓為(wei)4.0V、時間超過10min時，穩定性反而有降低(di)的趨勢。
b. 著(zhu)色電壓為8.0V時(shi)，不(bu)同著(zhu)色時(shi)間的影響如下:
時間(jian)為2min時，著色(se)可(ke)形成完整的著色(se)膜(mo)。
時(shi)間為(wei)4min時(shi)，著色膜穩定性進一步提高。
繼續延長著色時(shi)間，膜層穩定性降低。
因此、由上可見、著色電壓為7.0~8.0V,著色時間為4~7min,著色膜具有好的耐磨性和抗污性能，膜顯藍紫色，在0.5mol/L H2SO4中具有良好的鈍化穩定性和耐蝕性。
