不銹鋼電化學(xué)著彩色酸性溶液成分和工藝條件見表9-9。配方1 (見表9-9)的說(shuō)明 。本配方由南京大學(xué)應(yīng)用化學(xué)研究所方景禮、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(lán)色不銹鋼轉(zhuǎn)化膜。

2. 工藝過(guò)程

  304不銹鋼經(jīng)沾有氧化鎂粉的細(xì)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(jìn)行陰極處理20s,即可得到藍(lán)色的不銹鋼膜層。

3. 膜層的熱穩(wěn)定性

 將藍(lán)色膜層置于烘箱中60℃老化30分鐘，膜層顏色不變。繼續(xù)延長(zhǎng)老化時(shí)間，膜層也不發(fā)生變化。表明藍(lán)色不銹鋼適于在一般環(huán)境下作為裝飾層。

4. 藍(lán)色膜層的厚度分析

   用40kV和15μA的Ar+流對(duì)不銹鋼的藍(lán)色表面膜進(jìn)行深度剝蝕，同時(shí)用AES測(cè)定各組成元素的原子分?jǐn)?shù)隨時(shí)間的變化曲線，即得AES深度剝蝕圖-圖9-3。

  若把圖中元素O與基體Fe的深度剝蝕曲線的交點(diǎn)處所對(duì)應(yīng)的剝蝕時(shí)間與相同條件下涂有100nm 標(biāo)準(zhǔn)氧化鉭（Ta2O5)的鉭片用Ar+測(cè)射至Ta2O5/Ta界面所需的時(shí)間作為100nm的厚度進(jìn)行比較，按下式即可求得不銹鋼藍(lán)色膜層的厚度：

  由圖9-3和標(biāo)準(zhǔn)TB2O5劃蝕圖求得藍(lán)色不銹鋼彩色膜層的厚度為42.7nm。

5. 藍(lán)色不銹銷表面膜的元素組成

  圖9-4為藍(lán)色藤層的XPS全掃描圖。由圖大致斷定膜層主要由鉬、氧、磷等元素組成。

  又由圖9-3可見，藍(lán)色不銹鋼膜經(jīng)一段時(shí)間剝蝕后，表面污染元素已消除，在濺射6~20min區(qū)間，膜層元素含量基本恒定，鐵的含量很低，此時(shí)尚未濺射到基體，由此，由深度剝蝕曲線組成恒定區(qū)，可以求得藍(lán)色不銹鋼膜的元素百分組成為：氧為54.30%,鉬為28.40%,磷為12.11%,鐵為5.20%。

6. 藍(lán)色不銹鋼膜中組成元素的價(jià)態(tài)

 圖9-5為藍(lán)色膜層中Mo的XPS高分辨圖。由圖9-5可以求得濺射前Mo的結(jié)合能為232.3eV和235.3eV兩個(gè)峰，分別對(duì)應(yīng)于MoO3 中Mo 的3d5/2的232.6eV 和 3d3/2 的235.3eV, 與Na2MoO4中的3d3/2的232.1eV 和3d3/2 的253.3eV 也很接近，表明在藍(lán)色不銹鋼層的表面，Mo是以六價(jià)狀態(tài)（MoO3或MoO2-4)存在的。Ar+濺射10min后，Mo(VI)的3d3/2 峰（235.3eV)消失，3d3/2 峰（232.3eV) 稍稍移動(dòng)至峰（232.leV),變化不大。同時(shí)出現(xiàn)了一個(gè)新峰（229.3eV),它與MoO2中Mo的3d5/2 的峰位值229.6eV 接近，表明在膜層內(nèi)部同時(shí)存在Mo(VI)和Mo(N)兩種狀態(tài)。膜內(nèi)四價(jià)鉬估計(jì)是電解液中鉬酸鹽被陰極還原的結(jié)果。

圖9-6為藍(lán)色不銹鋼中磷的XPS高分辨圖。由圖9-6測(cè)得P 的2p 的結(jié)合能濺射前后為133.6~133.4eV,它與PO3-4中P的結(jié)合能一致，表明膜內(nèi)外均存在磷酸鹽，在成膜過(guò)程中它并未被還原。膜中的磷以磷酸鹽的形式存在。