不銹鋼(gang)電化學著(zhu)彩(cai)色酸(suan)性溶液成分(fen)和工(gong)藝條件見表9-9。配(pei)方(fang)1 (見(jian)表9-9)的說(shuo)明 。本配方由(you)南京大學(xue)應用化學(xue)研究所(suo)方景禮、劉(liu)琴、韓克平、陳耀(yao)輝提出(chu)。
1. 陰極電(dian)沉積(ji)法
從(cong)鉬酸鹽(yan)溶(rong)液中電解獲得(de)藍色不銹鋼(gang)轉化膜。
2. 工藝過(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(ding)性
將藍色(se)膜(mo)層置于烘(hong)箱中60℃老(lao)化(hua)30分(fen)鐘，膜(mo)層顏色(se)不(bu)變。繼(ji)續延(yan)長老(lao)化(hua)時間(jian)，膜(mo)層也(ye)不(bu)發生(sheng)變化(hua)。表明藍色(se)不(bu)銹鋼適于在一般(ban)環境下作(zuo)為裝飾層。
4. 藍色膜層的(de)厚度(du)分析
用(yong)(yong)40kV和15μA的Ar+流對不(bu)銹(xiu)鋼的藍(lan)色表面膜進行(xing)深度(du)剝(bo)蝕(shi)，同時(shi)用(yong)(yong)AES測定各組成元素的原子分數隨時(shi)間的變化曲線，即(ji)得AES深度(du)剝(bo)蝕(shi)圖-圖9-3。
若把圖中(zhong)元素O與基體Fe的深度(du)剝蝕曲(qu)線(xian)的(de)交點處(chu)所對應的(de)剝蝕時間(jian)與相同條件下涂有100nm 標(biao)準氧(yang)化(hua)鉭（Ta2O5)的(de)鉭片(pian)用Ar+測射(she)至(zhi)Ta2O5/Ta界面所需的(de)時間(jian)作為(wei)100nm的(de)厚(hou)(hou)度進行比(bi)較，按(an)下式即(ji)可求得(de)不銹(xiu)鋼藍色膜層的(de)厚(hou)(hou)度：
由圖9-3和標準TB2O5劃蝕圖求得藍色不銹鋼彩(cai)色膜層的厚(hou)度為42.7nm。
5. 藍色不銹銷表面膜的元(yuan)素組成
圖9-4為藍色(se)藤層的(de)XPS全(quan)掃描(miao)圖。由圖大(da)致斷定膜層主要由鉬、氧、磷等元素組(zu)成。
又由圖9-3可(ke)見，藍色(se)不銹(xiu)鋼(gang)膜經一(yi)段(duan)時(shi)(shi)間剝蝕后(hou)，表面污染元(yuan)(yuan)素已(yi)消除，在濺射6~20min區間，膜層元(yuan)(yuan)素含量(liang)基本(ben)恒(heng)定，鐵(tie)的(de)含量(liang)很低，此時(shi)(shi)尚未濺射到基體，由此，由深度剝蝕曲線組成恒(heng)定區，可(ke)以(yi)求得藍色(se)不銹(xiu)鋼(gang)膜的(de)元(yuan)(yuan)素百分組成為(wei)(wei)：氧為(wei)(wei)54.30%,鉬(mu)為(wei)(wei)28.40%,磷為(wei)(wei)12.11%,鐵(tie)為(wei)(wei)5.20%。
6. 藍色不(bu)銹鋼膜中組成元素的價(jia)態(tai)
圖9-5為藍色膜(mo)層中(zhong)Mo的XPS高(gao)分辨圖。由圖9-5可以(yi)(yi)求得濺射(she)前Mo的(de)(de)(de)結(jie)合能為232.3eV和(he)(he)235.3eV兩(liang)個(ge)峰，分別對應于MoO3 中(zhong)Mo 的(de)(de)(de)3d5/2的(de)(de)(de)232.6eV 和(he)(he) 3d3/2 的(de)(de)(de)235.3eV, 與Na2MoO4中(zhong)的(de)(de)(de)3d3/2的(de)(de)(de)232.1eV 和(he)(he)3d3/2 的(de)(de)(de)253.3eV 也很接(jie)近(jin)，表明(ming)在(zai)藍色(se)不銹鋼層的(de)(de)(de)表面，Mo是以(yi)(yi)六價(jia)(jia)狀態（MoO3或MoO2-4)存在(zai)的(de)(de)(de)。Ar+濺射(she)10min后，Mo(VI)的(de)(de)(de)3d3/2 峰（235.3eV)消失(shi)，3d3/2 峰（232.3eV) 稍(shao)(shao)稍(shao)(shao)移動(dong)至峰（232.leV),變(bian)化不大(da)。同(tong)時出現(xian)了(le)一個(ge)新峰（229.3eV),它(ta)與MoO2中(zhong)Mo的(de)(de)(de)3d5/2 的(de)(de)(de)峰位值229.6eV 接(jie)近(jin)，表明(ming)在(zai)膜(mo)層內部同(tong)時存在(zai)Mo(VI)和(he)(he)Mo(N)兩(liang)種狀態。膜(mo)內四價(jia)(jia)鉬估計是電(dian)解液中(zhong)鉬酸鹽(yan)被陰極(ji)還原的(de)(de)(de)結(jie)果。
圖9-6為藍色不(bu)銹鋼(gang)中(zhong)磷(lin)(lin)的(de)(de)XPS高分(fen)辨圖。由(you)圖9-6測得P 的(de)(de)2p 的(de)(de)結合(he)能濺射前后為133.6~133.4eV,它與PO3-4中(zhong)P的(de)(de)結合(he)能一致(zhi)，表明膜(mo)內外(wai)均存(cun)在(zai)(zai)磷(lin)(lin)酸(suan)鹽，在(zai)(zai)成膜(mo)過程中(zhong)它并(bing)未被還原。膜(mo)中(zhong)的(de)(de)磷(lin)(lin)以磷(lin)(lin)酸(suan)鹽的(de)(de)形式存(cun)在(zai)(zai)。
