不銹鋼電化學著彩色酸性溶液成分和工藝條件見表9-9。配方11 (見表9-9)的說明 。本配方由四川理工學院材料化學工程系 張述林、陳世波、王曉波于2006年9月提出。作者介紹了奧氏不銹(xiu)鋼在硼酸、檸檬酸三銨、硫酸亞鐵銨和添加劑的電解液中進行彩色化的環保型配方，通過正交試驗得到著色條件，進行電化學氧化，形成綠色彩色膜。

1. 不銹(xiu)鋼(gang)著色(se)實驗裝置

  見圖(tu)9-25.微機為LK98微機電化(hua)學(xue)分析系(xi)統。5為飽和氯化(hua)鉀甘示電極作(zuo)為參比電極，6為 213鉑電極作(zuo)為輔助(zhu)電極。

2. 實驗步驟(zou)

  ①. 前處(chu)理

   打磨（400#水砂(sha)紙(zhi)粗(cu)砂(sha)拋光，再用(yong)800#水砂(sha)紙(zhi)細砂(sha)拋光，使表面(mian)光潔平整）→除(chu)油（堿溶液常(chang)規除(chu)去(qu)油污(wu)）→水洗(xi)→酸(suan)洗(xi)（用(yong)硫(liu)酸(suan)和鹽酸(suan)去(qu)除(chu)不銹鋼表面(mian)的氧(yang)化(hua)物(wu)）→水洗(xi)→電解拋光→水洗(xi)→活化(hua)（在活化(hua)液中1min)→水洗(xi)。

  ②. 按圖9-25所示連接

  不銹鋼(gang)試(shi)樣為工(gong)作(zuo)電極，飽(bao)和氯化鉀甘汞電極作(zuo)為參比(bi)電(dian)(dian)極，鉑電(dian)(dian)極作為輔助電(dian)(dian)極，將(jiang)三電(dian)(dian)極置(zhi)于含有硼(peng)酸、硫酸亞鐵銨、檸檬酸三銨、添(tian)加劑ZH-L1 電(dian)(dian)解液中，用LK98微機電(dian)(dian)化(hua)學分析(xi)系統，將(jiang)奧氏不銹鋼試樣(yang)(yang)在溶液中采(cai)用單電(dian)(dian)位(wei)(wei)階(jie)躍計時(shi)法(fa)進行著(zhu)色。工藝條件如下：控制電(dian)(dian)位(wei)(wei)-700mV,階(jie)躍電(dian)(dian)位(wei)(wei)1mV,等(deng)待時(shi)間(jian)(jian)1s,采(cai)樣(yang)(yang)間(jian)(jian)隔時(shi)間(jian)(jian)1.000s,采(cai)用點數240點，自(zi)動調(diao)節極化(hua)電(dian)(dian)流，使試樣(yang)(yang)的電(dian)(dian)位(wei)(wei)（相對于參比(bi)電(dian)(dian)極）隨(sui)給(gei)定電(dian)(dian)位(wei)(wei)發生(sheng)線(xian)(xian)性變化(hua)，得到鈍化(hua)曲線(xian)(xian)，如圖9-26所示。

3. 正(zheng)交試(shi)驗的結果

  影響(xiang)不銹鋼彩色化的主要因素有：陽極極化電位φ,溫度T,硼酸(suan)溶液(ye)(ye)體(ti)積(ji)(ji)VB,檸檬酸(suan)三銨(an)溶液(ye)(ye)體(ti)積(ji)(ji)Vc,硫酸(suan)亞鐵銨(an)溶液(ye)(ye)體(ti)積(ji)(ji)VF 固(gu)定(ding)為150mL,添(tian)加(jia)劑(ji)ZH-L1體(ti)積(ji)(ji)Vz固(gu)定(ding)為1.0mL,著(zhu)色(se)電位一般為-700~-300mV,通過(guo)正交試驗，確定(ding)不銹鋼著(zhu)綠色(se)工藝配方及工藝條件如下：

  0.15mol/L硼酸(suan)溶(rong)液  100mL  、蒸餾水(shui)  100mL  、0.15mol/L硫酸(suan)亞鐵銨  150mL  、溫度  60~70℃

  0.1mol/L檸檬酸三銨  10mL 、電(dian)位(wei)（SCE)  -600~-700mV 、添加劑(ji)ZH-L1  1.0mL  、時間(jian)  2~5min

4. 各(ge)種(zhong)因(yin)素(su)的(de)影響

 ①. 預處理(li)對著色的影響

   預(yu)(yu)處理(li)的(de)好壞是決定膜(mo)(mo)厚和表面質(zhi)量(liang)的(de)關(guan)(guan)鍵因(yin)素，預(yu)(yu)處理(li)不當(dang)，會引起(qi)色(se)(se)彩不均勻，顏(yan)色(se)(se)不同、色(se)(se)彩暗淡或不平整，甚至不著色(se)(se)，故預(yu)(yu)處理(li)中電解拋光是關(guan)(guan)鍵工序，影響著色(se)(se)膜(mo)(mo)的(de)厚度(du)，從而影響著色(se)(se)膜(mo)(mo)的(de)色(se)(se)彩。

 ②. 添加劑的(de)影響

   隨著添加劑(ji)ZH-L1濃度的升高，試樣的腐蝕(shi)速(su)率和氧(yang)化(hua)速(su)率增加較快(kuai)，氧(yang)化(hua)膜厚(hou)度增加，耐蝕(shi)性(xing)和耐磨性(xing)提高，用量(liang)超(chao)過(guo)2.0mL,出現輕微過(guo)蝕(shi)，引起表面光澤和粗糙(cao)度變差，故(gu)ZH-L1用量(liang)應嚴格控制(zhi)。

 ③. 著色溫(wen)度的影響

   溫度上升，著(zhu)色(se)(se)膜的色(se)(se)調加深，膜層加厚，同時膜的耐(nai)蝕(shi)性(xing)、耐(nai)磨性(xing)提高，光澤和粗糙度變差(cha)。對于綠色(se)(se)膜最(zui)佳(jia)溫度為60℃.表9-36為溫度對著(zhu)色(se)(se)效(xiao)果(guo)的影響。

 ④. 著色(se)時間的(de)影響

   在著色(se)(se)時間(jian)2min、3min、4min、6min、9min、30min內(nei)，隨著時間(jian)的(de)延長(chang)，著色(se)(se)膜的(de)耐蝕(shi)性(xing)及耐磨(mo)性(xing)增(zeng)加。6min后，時間(jian)再延長(chang)，其耐蝕(shi)性(xing)及耐磨(mo)性(xing)保持不變，色(se)(se)調為(wei)棕褐(he)色(se)(se)；30min引起(qi)過蝕(shi)，表面光澤(ze)度變差。綠色(se)(se)膜的(de)最佳著色(se)(se)時間(jian)為(wei)3min.

 ⑤. 耐(nai)蝕性

 通過(guo)陰極(ji)處理，使其(qi)耐蝕性增(zeng)強(qiang)，從環保角度(du)，采用(yong)不含(han)鉻的(de)配方(fang)，對(dui)環境污(wu)染較(jiao)INCO法有(you)改善。本工(gong)藝(yi)實(shi)驗結(jie)果基(ji)本令人滿意，有(you)其(qi)廣闊的(de)應用(yong)前景。本實(shi)驗只在總體積361mL內實(shi)驗。擴大到較(jiao)大規模，其(qi)配方(fang)為：

   硼酸  2.6g/L  、溫度60℃  、硫酸亞(ya)鐵銨 25g/L  、時間 3min  、檸檬酸三銨  0.7g/L  、電位  -600~-700mV  、添(tian)加劑 ZH-LI  3mL/L