不銹鋼電化學著彩色酸性(xing)溶液成分和工(gong)藝(yi)條件見表9-9。配方1 (見表9-9)的說(shuo)明 。本配方由南京大學應用化學研究所(suo)方景禮、劉琴、韓克平、陳耀輝提出。

1. 陰極電沉積法

  從鉬酸鹽溶液中電解獲得藍色不(bu)銹鋼轉化膜。

2. 工藝(yi)過(guo)程

  304不銹鋼經沾有氧化鎂粉的細砂紙打磨，在5%硝酸溶液活化和水洗后，直接浸入鉬酸鈉100g/L溶液中，在pH=6.5、溫度40℃和電流密度0.15A/d㎡的條件下進行陰極處理20s,即可得到藍色的不銹鋼膜層。

3. 膜層(ceng)的熱穩定性

 將(jiang)藍色膜層(ceng)置于烘箱(xiang)中60℃老化(hua)(hua)30分鐘，膜層(ceng)顏色不(bu)(bu)變(bian)。繼(ji)續延長老化(hua)(hua)時間，膜層(ceng)也不(bu)(bu)發生變(bian)化(hua)(hua)。表(biao)明藍色不(bu)(bu)銹鋼適于在(zai)一般環境下作為裝飾層(ceng)。

4. 藍色膜層的厚度分析(xi)

   用(yong)40kV和15μA的(de)(de)Ar+流(liu)對不銹鋼的(de)(de)藍色表(biao)面膜進行深(shen)度剝(bo)蝕，同時用(yong)AES測定(ding)各組成元素的(de)(de)原子分數(shu)隨時間的(de)(de)變化(hua)曲線(xian)，即(ji)得AES深(shen)度剝(bo)蝕圖-圖9-3。

  若把圖中元素O與基(ji)體Fe的深度剝(bo)蝕(shi)曲線的交點處(chu)所對應的剝(bo)蝕(shi)時間(jian)與相同條件下涂有(you)100nm 標準(zhun)氧化(hua)鉭（Ta2O5)的鉭片用Ar+測射至Ta2O5/Ta界面所需的時間(jian)作為(wei)100nm的厚度(du)(du)進行比(bi)較，按下式即可求得不(bu)銹(xiu)鋼藍色膜層(ceng)的厚度(du)(du)：

  由(you)圖9-3和標(biao)準(zhun)TB2O5劃(hua)蝕圖求(qiu)得藍(lan)色不(bu)銹鋼彩(cai)色膜層的厚度(du)為42.7nm。

5. 藍色不銹銷表(biao)面膜的元素(su)組成(cheng)

  圖(tu)9-4為藍色藤層的XPS全掃描(miao)圖(tu)。由圖(tu)大致斷定膜(mo)層主要(yao)由鉬、氧、磷(lin)等元素組成。

  又由(you)圖(tu)9-3可見，藍色(se)不(bu)銹(xiu)鋼膜經一段時(shi)間剝蝕后，表面污染元(yuan)素(su)(su)已(yi)消除，在濺射(she)6~20min區(qu)間，膜層元(yuan)素(su)(su)含量(liang)基(ji)(ji)本恒定(ding)，鐵的含量(liang)很低(di)，此時(shi)尚未濺射(she)到基(ji)(ji)體，由(you)此，由(you)深度剝蝕曲線組成恒定(ding)區(qu)，可以求得藍色(se)不(bu)銹(xiu)鋼膜的元(yuan)素(su)(su)百分組成為：氧為54.30%,鉬(mu)為28.40%,磷為12.11%,鐵為5.20%。

6. 藍色不(bu)銹鋼膜中(zhong)組(zu)成元素(su)的(de)價態

 圖9-5為藍色膜層中Mo的XPS高分(fen)辨圖。由圖9-5可以求(qiu)得濺(jian)射前Mo的(de)(de)(de)(de)結(jie)合能(neng)為232.3eV和(he)235.3eV兩(liang)個峰(feng)，分別對應(ying)于(yu)MoO3 中Mo 的(de)(de)(de)(de)3d5/2的(de)(de)(de)(de)232.6eV 和(he) 3d3/2 的(de)(de)(de)(de)235.3eV, 與(yu)(yu)Na2MoO4中的(de)(de)(de)(de)3d3/2的(de)(de)(de)(de)232.1eV 和(he)3d3/2 的(de)(de)(de)(de)253.3eV 也很(hen)接近(jin)，表(biao)明在(zai)藍色不銹(xiu)鋼(gang)層的(de)(de)(de)(de)表(biao)面(mian)，Mo是(shi)以六價狀態（MoO3或MoO2-4)存(cun)在(zai)的(de)(de)(de)(de)。Ar+濺(jian)射10min后，Mo(VI)的(de)(de)(de)(de)3d3/2 峰(feng)（235.3eV)消(xiao)失，3d3/2 峰(feng)（232.3eV) 稍稍移動至(zhi)峰(feng)（232.leV),變化不大。同時出現了一個新峰(feng)（229.3eV),它(ta)與(yu)(yu)MoO2中Mo的(de)(de)(de)(de)3d5/2 的(de)(de)(de)(de)峰(feng)位值229.6eV 接近(jin)，表(biao)明在(zai)膜(mo)層內部同時存(cun)在(zai)Mo(VI)和(he)Mo(N)兩(liang)種(zhong)狀態。膜(mo)內四價鉬估(gu)計是(shi)電(dian)解液中鉬酸鹽被陰極還原的(de)(de)(de)(de)結(jie)果。

圖(tu)9-6為藍色不銹鋼中磷(lin)的(de)(de)XPS高分辨圖(tu)。由圖(tu)9-6測得P 的(de)(de)2p 的(de)(de)結(jie)合能(neng)濺射前后為133.6~133.4eV,它(ta)與PO3-4中P的(de)(de)結(jie)合能(neng)一(yi)致，表明膜(mo)內外均存(cun)在(zai)磷(lin)酸(suan)鹽，在(zai)成膜(mo)過程中它(ta)并(bing)未被還原。膜(mo)中的(de)(de)磷(lin)以(yi)磷(lin)酸(suan)鹽的(de)(de)形(xing)式存(cun)在(zai)。