（化學(xué)工藝專業(yè)論文）不銹鋼表面著色與電化學(xué)拋光工藝的研究.pdf

原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明 所呈交的學(xué)位論文 是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下 獨(dú)立進(jìn) 行研究所取得的成果 除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外 本論文不包含任何 其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的科研成果 對本文的研究作出重要貢 獻(xiàn)的個(gè)人和集體 均已在文中以明確方式標(biāo)明 本聲明的法律責(zé)任由本人 承擔(dān) 論文作者簽名 壟 主鹽日期 j t l 關(guān)于學(xué)位論文使用授權(quán)的聲明 本人完全了解山東大學(xué)有關(guān)保留 使用學(xué)位論文的規(guī)定 同意學(xué)校保 留或向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版 允許論文被查閱 和借閱 本人授權(quán)山東大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān) 數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索 可以采用影印 縮印或其他復(fù)制手段保存論文和匯編本 學(xué)位論文 保密論文在解密后應(yīng)遵守此規(guī)定 論文作者簽名 奎主盛導(dǎo)師簽名 查塑 日期 竺 山東土學(xué)j 曩士學(xué)位論文 摘要 本文概述了彩色不銹鋼的應(yīng)用前景和不銹鋼著色原理 著色工藝方 法及色膜的性能 闡述了著色顏色與著色時(shí)間 著色電位的關(guān)系 以及 色膜封閉處理方法 采用化學(xué)著色工藝 在2 5 0 9 d m d 鉻酐 4 9 0 9 d m 3 硫酸和少量添加劑的混合液中 在7 0 左右測定了不銹鋼樣品在著色過 程中電位隨時(shí)問的變化 從而找到了不銹鋼起色電位和顏色的對應(yīng)規(guī) 律 即使溶液組成 溫度稍有變化 色彩也能較好地重現(xiàn) 這將有助于 解決不銹鋼表面著色的重現(xiàn)性問題 本文還研究了不銹鋼預(yù)處理 各種添 加劑和溫度對不銹鋼著色的影響 因?yàn)椴讳P鋼電解拋光是著色前處理關(guān)鍵一環(huán) 采用電化學(xué)方法對不 銹鋼電解拋光工藝進(jìn)行了研究 提出拋光溶液采用無鉻酸鹽的磷酸一硫 酸體系 添加高分子聚乙二醇 拋光溶液組成為磷酸 8 5 5 0 0 9 硫 酸 9 8 1 3 0 9 聚乙二醇 1 8 水溶液 1 3 0 9 最佳工藝條件為 溫 度7 5 9 0 c 陽極電流密度8 1 5 a d m 同時(shí)采用交流方波電解著色法 在2 5 0 9 d m 鉻酐 4 9 0 9 d m 3 硫 酸和少量添加劑的混合液中 5 0 左右 制備出茶色 藍(lán)色 金黃 玫 瑰紅 墨綠等顏色的不銹鋼表面 通過調(diào)節(jié)電流密度 方波周期和通電 次數(shù)等可獲得預(yù)期色調(diào)的著色膜 研究結(jié)果表明 經(jīng)過稀硫酸活化和電解拋光的不銹鋼著色均勻 色 澤艷麗 不同的添加劑對著色速度有明顯的影響 溫度升高明顯加快著 色速度 聚乙二醇能有效地形成粘膜 明顯提高不銹鋼電解拋光的效果 該工藝減少了環(huán)境污染 降低了溶液成本 可以使不銹鋼表面達(dá)到鏡面 光亮的效果 采用電解著色法 可降低著色液溫度 縮短著色時(shí)間 顏 色控制較容易 重現(xiàn)性良好 不銹鋼電解拋光是著色前處理的關(guān)鍵 直 接影響不銹鋼著色后的效果 不銹鋼化學(xué)著色有很好的均勻性和一致 性 添加劑硫酸錳能加速著色過程 鉬酸銨能提高顏色的光澤性 其最 佳含量為 硫酸錳5 6 9 l 鉬酸銨6 8 9 l 依據(jù)電位配色原理 選擇 促使具有明顯起色電位的添加劑 可使不銹鋼色調(diào)的重現(xiàn)性得到有效的 控制 電位控制法使彩色不銹鋼產(chǎn)業(yè)化成為可能 具有較大的實(shí)用價(jià)值 關(guān)鍵詞 不銹鋼 著色 化學(xué)氧化 電解氧化 電解拋光 山東太學(xué)碩士學(xué)位論文 a b s t r a c t t h ea p p l i c a t i o np r o s p e c to fc o l o r e ds t a i n l e s ss t e e l p r i n c i p l ea n dt h e m e t h o do fi t ss u r f a c e c o l o r i n ga r ed i s c u s s e d t h er e l a t i o n s h i p sb e t w e e n t h ec o l o r t i m ea n dp o t e n t i a la sw e l la st h em e t h o do fs e a l i n gm e t h o do f h o l e sa r es t a t e di nd e t a i l c h e m i c a lc o l o r i n go fs t a i n l e s ss t e e lh a sb e e n s t u d i e di nt h es o l u t i o no f2 5 0g d m c h r o m i u mt r i o x i d e 4 9 0g d m s u l p h u r i ca c i da n ds o m ea d d i t i v e sa ta r o u n d7 0 b o t ht h ec h a n g e so f p o t e n t i a la n dc o l o rw i t h t i m ea n dt h er e l a t i o n s h i pb e t w e e ne l e c t r o d e p o t e n t i a l sa n dc o l o r i n go fs t a i n l e s ss t e e ls a m p l eh a v eb e e nf o u n do u t t h i s w o u l db eh e l p f u lw i t ht h ec o l o r i n go fs t a i n l e s ss t e e li nr e p r o d u c i b i l i t ye v e n i fs o m ec h a n g e sw e r et a k e np l a c ei nt e m p e r a t u r eo rs o l u t i o nc o m p o s i t i o n t h ei n f l u e n c e so fp r e t r e a t m e n t a d d i t i v e sa n dt e m p e r a t u r e so nt h ec o l o r i n g h a v ea l s ob e e ns t u d i e d t h ee l e c t r o l y t i cp o l i s h i n go fs t a i n l e s ss t e e li sak e yo ft h e p r e t r e a t m e n to fc o l o r i n gs t a i n l e s ss t e e l t h u si th a sb e e ns t u d i e di na s o l u t i o no f5 0 0 98 5 h 3 p 0 4 1 3 0 99 8 h 2 s 0 4 13 0 918 a q u e o u s s o l u t i o no fp o l y e t h y l c n eg l y c 0 1 t h eo p t i m u mo p e r a t i o nt e m p e r a t u r e sa r e 7 5 9 0 ca n dt h ea n o d i cc u r r e n td e n s i t i e sa r e8 1 5 a d m 一 c o l o r e ds t a i n l e s ss t e e lm a yb ep r e p a r e di nb r o w n b l u e y e l l o w r e d o r g r e e nb ys q u a r e w a v ea ce l e c t r o l y t i cc o l o r i n gi nt h es o l u t i o no f2 5 0 g d m c h r o m i u mt r i o x i d e 4 9 0g d m s u l p h u r i ca c i da n ds o m ea d d i t i v e s a ta r o u n d5 0 c o x i d ef i l mi nt h ee x p e c t e dt o n eo fs u c hc o l o rc a nb e o b t a i n e db yc o n t r o l l i n gc u r r e n td e n s i t y s q u a r e m w a v ec y c l ep e r i o da n d n u m b e ro ft h er e p e t i t i o nc y c l e s t h ee x p e r i m e n tr e s u l t ss h o wt h a tt h es a m p l e sa c t i v a t e di nd i l u t e s u l p h u r i ca c i da n dp o l i s h e db ye l e c t r o l y s i sh a v eau n i f o r ma n db r i g h tc o l o r d i f f e r e n ta d d i t i v e sa n dh i g h e rt e m p e r a t u r ec o u l di n c r e a s et h ec o l o r i n gr a t e p o l y e t h y l e n eg l y c o lf o r m se f f e c t i v e l yas t i c k yl a y e ro nt h es u r f a c eo f s t a i n l e s ss t e e la n di m p r o v e st h eb r i g h t n e s so b v i o u s l y b yu s i n gas o l u t i o n f r e ef r o mc h r o m a t e s t h i sn e wt e c h n o l o g yr e d u c e db o t he n v i r o n m e n t p o l l u t i o na n dp r o d u c t i o nc o s t t h er e s u l t so fam i r r o r l i k ea p p e a r a n c eh a v e b e e no b t a i n e do nt h es u r f a c eo fs t a i n l e s ss t e e l e l e c t r o l y t i cc o l o r i n gc a n 4 山t 丈學(xué)嘎士學(xué)位論文 l o w e rt h eo p e r a t i o nt e m p e r a t u r eo ft h es o l u t i o n r e d u c et h ec o l o r i n gt i m e a n dm a k et h ec o l o r i n gc o n t r o le a s i e ra n dr e p r o d u c i b i l i t yb e t t e r t h e e l e c t r o l y t i cp o l i s h i n go fs t a i n l e s ss t e e li sak e yo ft h ep r e t r e a t m e n to f c o l o r i n gs t a i n l e s ss t e e la n dd i r e c t l ya f f e c t st h eq u a l i t yo f c o l o r e ds t a i n l e s s s t e e l c h e m i c a lc o l o r i n go fs t a i n l e s ss t e e lh a v es a t i s f a c t o r yc o l o r u n i f o r m i t y t h ec o l o r i n gs p e e dw i l li n c r e a s ew i t ha d d i t i o no fm a n g a n e s e s u l p h a t e t h er e s u l t ss h o wt h a tt h ea d d i t i o no fa m m o n i u mm o l y b d a t ec a n i m p r o v ec o l o r i n gb r i g h t n e s s t h eo p t i m u mc o n t e n ti sr e s p e c t i v e l y5 6 9 1 m a n g a n e s es u l p h a t ea n d6 8 9 1a m m o n i u mm o l y b d a t e t h er e p r o d u c t i o n o fc o l o rf i l mn e e d sa d d i t i v e sw h i c hh a v eo b v i o u sp o t e n t i a lo fc o l o r i n g a c c o r d i n gt oc o l o rm a t c h i n gm e t h o d t h ep o t e n t i a lc o n t r o li su s e f u li n i n d u s t r i a la p p l i c a t i o n k e y w o r d s s t a i n l e s ss t e e l c o l o r i n g t c h e m i c a lo x i d a t i o n e l e c t r o l y t i co x i d a t i o n e l e c t r o l y t i cp o l i s h i n g 5 山東土學(xué)磺士學(xué)位論文 1 1 引言 第一章前言 不銹鋼本身具有優(yōu)良的耐蝕性 耐磨性 韌性等特性 根據(jù)金相組 織結(jié)構(gòu)分為 奧氏體不銹鋼 鐵素體不銹鋼 馬氏體不銹鋼 廣泛應(yīng)用 于日用廚具 汽車工業(yè) 宇航 家用電器 建筑材料等方面 1 1 不銹鋼 是一種華麗的工程材料 隨著其需求領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大 彩色不銹鋼悄然 問世 進(jìn)入二十一世紀(jì) 不銹鋼著色技術(shù)得到更廣泛的應(yīng)用 五彩繽紛 的色彩不僅增加了不銹鋼的裝飾性和藝術(shù)性而且提高了不銹鋼的耐蝕 性和耐磨性 目前 彩色不銹鋼的生產(chǎn)工藝已經(jīng)成熟 使用不銹鋼表面 著色的方法也較多 應(yīng)用得最多的方法是在鉻酐和硫酸溶液中進(jìn)行的化 學(xué)著色 這種方法曾是英國因科 i n c o 公司專利 2 j 后來 日本人在 技術(shù)方面不斷創(chuàng)新 在商業(yè)和技術(shù)兩方面處于領(lǐng)先地位 但是直到現(xiàn)在 只能說 誰的產(chǎn)品在設(shè)計(jì)和流行色上更適應(yīng)時(shí)代潮流 誰的技術(shù)就是最 好的 彩色不銹鋼的應(yīng)用領(lǐng)域日益擴(kuò)大 彩色不銹鋼板一個(gè)更專門的用 途是用作太陽能吸收板 通過調(diào)節(jié)色度增加吸光能力 雖然當(dāng)溫度超過 2 0 0 時(shí) 彩色膜可能氧化或脫水 會(huì)帶來一些問題 但是 通過在太陽 能吸收板表面涂上保護(hù)層 這個(gè)問題也可以得到妥善解決 彩色不銹鋼 給人們生活增色添彩 受到越來越廣泛的重視 而且延長不銹鋼使用壽 命 并可以回收利用 所帶來的成本效益明顯 使它在工程材料領(lǐng)域的 重要性永遠(yuǎn)經(jīng)久不衰 彩色不銹鋼應(yīng)用前景十分誘人 在消費(fèi)市場上廣 泛使用不銹鋼已經(jīng)成為一種趨勢 材料的初始費(fèi)用稍高一點(diǎn)已逐漸為人 們所接受 因?yàn)樗耐庥^性能比涂層低碳鋼保持的時(shí)間長得多 而且長 期使用后具有好的回收利用價(jià)值 壽命周期長 成本低 效益十分明顯 采用i n c o 法著色或其派生方法著色 所生成的彩色表面的壽命幾乎與 基體不銹鋼壽命一樣長 既充分發(fā)揮了不銹鋼的優(yōu)勢 又以色彩漂亮的 外觀給人們的生活增添了情趣 彩色不銹鋼已成為不銹鋼系列中靚麗的 一簇 3 1 大家都知道不銹鋼具有它的獨(dú)特的強(qiáng)度及耐磨性高和優(yōu)越的防腐 性能 不易生銹等優(yōu)良的特性 目前大量進(jìn)入家庭裝潢精飾行業(yè) 給予 人們以華麗高貴的感覺 不銹鋼的應(yīng)用發(fā)展前景可以說會(huì)越來越廣 但 不銹鋼的應(yīng)用發(fā)展很大程度上受制于它的表面處理技術(shù)發(fā)展程度 因此 研究不銹鋼表面著色具有較大的實(shí)用價(jià)值和實(shí)際意義 本課題研究的目 7 山東太學(xué)嘎士學(xué)位論文 的是找到一條最佳的著色工藝路線 同時(shí)探討著色過程的電化學(xué)動(dòng)力學(xué) 過程和成膜機(jī)理 以及各種影響因素對著色速度和效果的作用 確立著 色電位與顏色對應(yīng)關(guān)系 因而具有較強(qiáng)的學(xué)術(shù)性和實(shí)用性 1 2 不銹鋼表面著色文獻(xiàn)綜述 1 2 1 不銹鋼著色的歷史進(jìn)展 不銹鋼著色的研究 最早可追溯到1 9 2 7 年h a t f i e l dw h 和g r e e n h 提出的第一個(gè)專利 但真正應(yīng)用于生產(chǎn)的工藝是1 9 7 2 年因科歐洲有 限公司 i n c o e u r o p e l t d 提出 i n c o 法 4 該工藝是將拋光后的不 銹鋼浸入8 0 一9 0 鉻酐一硫酸混合液中 在不銹鋼表面形成不同厚度氧 化膜 由于光的干涉作用產(chǎn)生不同顏色 但是溫度 組成稍有改變 得 到的表面顏色便有差別 顏色的重現(xiàn)性較差 為了解決這個(gè)問題 i n t o 公司對此進(jìn)行了深入的研究 進(jìn)一步提出了 控制電位差法 不銹鋼 在著色過程中 隨著時(shí)間的延長 試樣表面的電位也隨之發(fā)生變化 經(jīng) 過起色電位后 電位繼續(xù)上升 依次出現(xiàn)藍(lán)色一金黃色一紫色一黃綠色 每種顏色都對應(yīng)著一定的電位 雖然在實(shí)際操作中 由于溫度和著色液 成分的變化 起色電位和各種顏色對應(yīng)的電位值會(huì)有所變化 但對于某 種特定的不銹鋼材料來說 著色電位差 即起色電位和某種顏色對應(yīng)的 電位差值是恒定的 故可用控制著色電位差的方法來獲得特定的顏色 根據(jù)電位差值的大小 在相同時(shí)間內(nèi)取出不銹鋼試樣 其顏色基本上是 同一種顏色 e v a n st e 用飽和的甘汞電極作參比電極測量了著色過程 的電位變化 并對著色工藝和成膜機(jī)理進(jìn)行了詳細(xì)研究 7 y 一等 用飽和的甘汞電極和p t 電極作參比電極 測量了著色過程中電位的變 化 并確定了起色電位和某一電位之間的電位差與顏色的對應(yīng)關(guān)系 無 論用何種參比電極 這種對應(yīng)關(guān)系仍然存在 e v a n s 在1 9 7 7 年提出了不 銹鋼著色過程的電化學(xué)模型 當(dāng)不銹鋼浸入著色溶液后 在其表面發(fā)生 氧化反應(yīng)和還原反應(yīng) 5 1 8 在陽極區(qū) m e m e 十2 e m e 代表c r f e n i 在陰極區(qū) h e r o 7 一 3 e c r 3 4 h 2 0 在金屬 溶液界面上金屬離子水解形成氧化膜 山東太學(xué)碩士學(xué)位論文 p m c 2 q c r 3 r h 2 0 m c r q o r 2 r h 2 p 3 q 2 r 陽極反應(yīng)在氧化膜的孔底部進(jìn)行 陰極反應(yīng)在膜的表面進(jìn)行 陽極 反應(yīng)產(chǎn)物通過孔向外擴(kuò)散 在孔口和孔底之間建立擴(kuò)散電位 著色后的 不銹鋼并非覆蓋了一層有顏色的物質(zhì) 而是無色的氧化膜對光的干涉所 致 入射光的角度不同和氧化膜的厚度不同會(huì)顯示不同的顏色 這也是 我們對同一著色試樣從不同角度看 看到不同顏色的原因 f u r n e a u x r c 等用超顯微鏡和透射電鏡研究了彩色膜的結(jié)構(gòu) 發(fā)現(xiàn)膜的組織是由大小 6 1 4 n m 的晶體組成 1 9 8 6 年竹內(nèi)武對彩色不銹鋼連續(xù)生產(chǎn)工藝和氧化 膜的耐磨 耐蝕 抗污染性能進(jìn)行了研究 發(fā)現(xiàn)著色后的不銹鋼更有優(yōu) 良的耐蝕 耐磨性能 1 9 8 9 年印度的v e n k a t a c h a l a mr 等在鉻酸和硫酸 的溶液中制得了藍(lán)色的不銹鋼 發(fā)現(xiàn)用于太陽能吸收器取得了良好的效 果 8 0 年代以來許多研究者對不銹鋼著色進(jìn)行了深入的研究 對i n c o 法作了進(jìn)一步的完善 1 9 9 5 年美國公告了一種生產(chǎn)彩色不銹鋼板的專 利 這種方法是首先去除不銹鋼表面存在的氧化物 采用熱浸工藝在干 凈表面上鍍錫 以形成金屬間化合物層 然后 除掉過厚的錫層 就展 現(xiàn)出彩色的金屬間化合物層 j o h n 和s h e n o i 先生總結(jié)了幾種著色方法 其中包括熱氧化法 著色轉(zhuǎn)讓鍍層和最基本的i n c o 法 日本主要用的 有四種方法 其中包括彩色金屬噴鍍法和著色玻璃釉彩的應(yīng)用 其它如 高溫著色工藝 陰極氧化鍍層等工藝方法 適用于特定的場合 綜合一 下 不銹鋼著色方法有如下幾種1 6 1 1 離子沉積氧化物 2 高溫氧 化法 3 化學(xué)氧化法 電化學(xué)氧化法 4 氣相裂解法 簡述各種方法概況如下 1 離子沉積氧化物或氧化物法 就是將不銹鋼工件放在真空鍍膜機(jī) 中進(jìn)行真空蒸發(fā)鍍層 例如 在手表殼和手表帶上鍍鈦金 一般 是金黃色 這種方法適用于大批量產(chǎn)品加工 因?yàn)橥顿Y大 成本 高 小批量產(chǎn)品不合算 2 高溫氧化法是在特定的熔鹽中 使工件形成一定厚度的氧化膜 浸入工件保持在一定的工藝范圍 而呈現(xiàn)出各種不同色澤 3 化學(xué)氧化法就是在特定溶液中 通過化學(xué)氧化形成膜的顏色 一 般 因科法 使用較多 不過要能保證一批產(chǎn)品色澤一致的話 9 山東大學(xué)碩士學(xué)位論文 必須使用參比電極 采用微機(jī)監(jiān)控 精確測定電位來控制 4 電化學(xué)氧化法 是在特定溶液中 通過電化學(xué)氧化形成膜的顏色 這個(gè)商業(yè)中得到應(yīng)用 5 氣相裂解法 較為復(fù)雜 在工業(yè)中應(yīng)用較少 新日鐵著色法睛 新日鐵公司將不銹鋼表面作黑色處理后用于制作 太陽能集熱板 該著色方法是在重鉻酸鹽 硫酸著色液中進(jìn)行浸潰著色 處理 在n a 2 c r 2 0 7 一h 2 s 0 4 水溶液著色液中進(jìn)行著色處理時(shí) 為獲優(yōu)良 產(chǎn)品性能 需將溶液中的n a 2 c r 2 0 7 含量控制在1 0 0 克 升以下 其最佳濃 度范圍是 n a 2 c r 2 0 7 7 0 9 0 克 升 濃h 2 s 0 46 0 0 克 升左右 在這種著色液 中著色處理時(shí) 利用浸漬時(shí)間的長短可控制產(chǎn)品表面的色澤 該法操作 簡便 工藝穩(wěn)定 產(chǎn)品合格率很高 生產(chǎn)成本低 利用本工藝形成的表 面氧化膜 主要成分是c r 2 0 3 金屬c r 和f e 膜的厚度比 因科法 氧化 膜厚 且具有較好的導(dǎo)電性 所以焊接性較好 不銹鋼浸入鉻酐和硫酸溶液中著色的工藝從5 0 年代以來一直沿用 至今 第一個(gè)重要的發(fā)展是確立了氧化膜厚度 顏色和不銹鋼的著色過 程中電位相對于參比基準(zhǔn)電極之間存在一種簡單的關(guān)系 從而揭示了簡 單的工藝控制 在工業(yè)上 分批或連續(xù)帶鋼表面處理都適用 盡管電勢測定法提供了簡單而可靠的顏色控制方法 但是 這樣形 成的彩色薄膜相對較軟 對許多用途都不適合 第二個(gè)重要突破是i n c o 公司的研究人員發(fā)現(xiàn) 這些彩色氧化膜可以通過化學(xué)或電化學(xué)方法使其 硬化 這就大大拓寬了彩色不銹鋼的使用范圍 當(dāng)然 在陰極硬化處理 過程中 會(huì)出現(xiàn)金屬鉻的電沉積作用 特別是在電流密度高的情況下 更是如此 通過選用合適的電解液和適當(dāng)?shù)碾娏髅芏染湍芸朔@種現(xiàn) 象 但是容易改變原有的色彩 化學(xué)著色法很難控制顏色的重現(xiàn)性 現(xiàn)在國外為了解決這一問題 都在研究開發(fā)著色新技術(shù) 其中相當(dāng)多的是采用電化學(xué)方法 這些方法 對傳統(tǒng)的化學(xué)著色方法來說 其優(yōu)點(diǎn)主要是著色具有較好的重現(xiàn)性 而 且著色膜的耐磨性能也較好 用三角波 交流方波掃描電流對不銹鋼進(jìn) 行著色 7 1 通過x y 函數(shù)記錄儀記錄下不銹鋼試片相對于飽和甘汞電極的 電位隨著施加掃描電流的變化情況 分析周期結(jié)束電位與顏色之間的對 應(yīng)關(guān)系 同時(shí)建立了對著色液這一特定體系中三種雜質(zhì)離子進(jìn)行分析的 i o 山東土學(xué)硬士學(xué)矗論文 方法 給出在規(guī)定的工藝參數(shù)范圍內(nèi) 顏色重現(xiàn)性得到保證的前提下 雜質(zhì)離子濃度的許可范圍 并對著色液的壽命進(jìn)行估算 不銹鋼經(jīng)過化學(xué)著色或電解著色 表面可以形成絢麗的色彩 但無 論是何種方法獲得的彩色不銹鋼 其都存在耐磨性和耐污性差的缺點(diǎn) 為了克服上述缺點(diǎn) 保持不銹鋼著色膜的色彩鮮艷 必須進(jìn)行封閉處理 即將不銹鋼著色膜層的微孔堵塞 從而提高耐磨性和耐污性 防擦傷效 果 通常不銹鋼著色膜的封閉方法有電解封閉和熱水封閉兩種 電解封 閉的機(jī)理是利用電解過程將不銹鋼著色膜層中鉻離子還原并在陰極不 銹鋼表面沉積 使微孔堵塞 并使著色膜加固 從而達(dá)到封閉的效果 封閉液為2 5 0 9 l c r 0 3 2 5 9 l h 3 p 0 4 添加劑 水 著色后的不銹鋼置于陰 極 陽極為鉛板 電流密度為3 m a c m 2 經(jīng)過6 分鐘處理后 不銹鋼著 色膜的耐磨性有明顯提高 與電解封閉之前相比 著色膜的抗耐污性能 亦有明顯提高 色彩保持較好 影響電解封閉的因素主要是電流密度和 電解時(shí)間 一般在電流密度為3 4 m a c m 2 封閉效果較好 電流密度過 大會(huì)引起著色膜產(chǎn)生色斑 電流密度過小 著色膜的耐磨性又不佳 在 控制電流密度的情況下 封閉時(shí)間為5 6 分鐘 時(shí)間過長或過短 均 不利于電解封閉的效果 除了上述的兩個(gè)因素之外 適量的添加劑 例 如鎳離子 稀土離子等有利于進(jìn)一步改善電解封閉的效果 因?yàn)殒囯x子 稀土離子在電解封閉時(shí) 容易形成新的絡(luò)合物 增強(qiáng)其堵塞微孔的能力 熱水封閉是不銹鋼著色膜置于2 硅酸鈉加適量的添加劑的水溶液中煮 沸 主要影響因素有煮沸時(shí)間 p h 值 添加劑 經(jīng)過實(shí)驗(yàn) 煮沸時(shí)問并 不是愈長 封閉效果愈好 相反 時(shí)間過長也容易使不銹鋼著色膜產(chǎn)生 色斑 并且顏色的鮮艷程度有所下降 而時(shí)間過短封閉后的耐磨性又不 佳 故需封閉時(shí)間適當(dāng) 一般為1 5 2 0 分鐘 p h 值應(yīng)控制在5 6 之間 適當(dāng)加入少量的鋁酸銨和稀土化合物 會(huì)加速著色膜的微孔的充填效 果 提高耐磨性 這兩種封閉方法可以同時(shí)使用 所謂的雙重封閉法m j 經(jīng)研究發(fā)現(xiàn) 不銹鋼著色后 對不銹鋼本身的耐腐蝕性能沒有帶來 損害 但是 有研究報(bào)告指出 經(jīng)2 4 小時(shí)的鹽霧腐蝕實(shí)驗(yàn) 著色并經(jīng) 硬化的3 0 4 不銹鋼薄板比未經(jīng)著色處理的不銹鋼原板銹蝕要輕 在某種 意上講 這正是人們采用彩色不銹鋼所期望的結(jié)果 根據(jù)美國材料實(shí)驗(yàn) 標(biāo)準(zhǔn)a s t m b 3 6 8 6 8 對不同顏色的彩色不銹鋼進(jìn)行加速酸性 鹽霧腐蝕 實(shí)驗(yàn) 結(jié)果表明 腐蝕實(shí)驗(yàn)經(jīng)歷5 6 0 小時(shí) 彩色不銹鋼的許多試樣都遭 受到非常輕微的腐蝕 只著色而未經(jīng)硬化處理的彩色不銹鋼遭受的腐蝕 較硬化處理的要嚴(yán)重一j 山東文學(xué)碩士學(xué)位論文 3 0 4 不銹鋼b a 板在含量為 5 士1 氯化鈉鹽水溶液中 p h 6 5 溫度為 3 5 士2 噴射壓力為o 0 6 8 6 0 1 7 6 5 m p a 作用下進(jìn)行鹽霧實(shí) 驗(yàn) 其實(shí)驗(yàn)結(jié)果 經(jīng)著色和硬化處理的3 0 4 不銹鋼b a 板 其腐蝕試實(shí) 驗(yàn)后的外觀特征與實(shí)驗(yàn)前未發(fā)生任何變化 彩色不銹鋼表面在干 濕二氧化硫氣氛中的腐蝕實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)條件為 二氧化硫含量5 0 0 p p m 溫度2 4 4 8 c 6 0 分鐘一個(gè)周期 濕度8 0 1 0 0 結(jié)果顯示3 0 4 彩色不銹鋼表面只出現(xiàn)了輕微的腐蝕 在大多數(shù)環(huán)境條件下 彩色不銹鋼的顏色具有人們所期望的穩(wěn)定 性 只有暴露于酸雨的情況下 表面將發(fā)生氧化 從而使表面顏色逐漸 變暗 在室溫下 5 氯化鐵溶劑對彩色不銹鋼表面的點(diǎn)蝕實(shí)驗(yàn)結(jié)果 不 銹鋼在溶液中浸泡1 小時(shí) 3 0 4 不銹鋼產(chǎn)生中等程度的點(diǎn)蝕 而同鋼種 彩色不銹鋼表面點(diǎn)蝕卻非常輕微 氯化鐵濃度加大到1 0 實(shí)驗(yàn)結(jié)果相 同 彩色不銹鋼在l o 1 5 的磷酸溶液中通過陽極氧化可以脫色 不 銹鋼一般作為陽極 既可以采用浸入法 也可以在淺槽中使用刷鍍電極 來進(jìn)行脫色處理 前提是鉻被氧化形成可溶解的鉻酸鹽以取代鉻氧化物 形成的干涉膜 一些研究人員通過使用氯化鐵水溶液 5 2 0 克g l 鹽酸 3 9 l 實(shí)驗(yàn)了彩色不銹鋼的光蝕刻現(xiàn)象 研究發(fā)現(xiàn)彩色不銹鋼表面的彩色氧化 物薄膜本身具有非常好的光致抗蝕性和一定的抗點(diǎn)蝕性 3 0 4 彩色不銹鋼耐酸 堿腐蝕實(shí)驗(yàn)結(jié)果 鹽酸溶液具有明顯的脫色 作用 大量的實(shí)驗(yàn)證明 彩色不銹鋼可以在高溫下使用 據(jù)報(bào)導(dǎo) 將著 色并經(jīng)硬化處理的彩色不銹鋼在沸水中擱置2 譬天 顏色不發(fā)生變化 在于燥空氣的條件下 在2 0 0 連續(xù)加熱三周后 顏色變暗 這可能是 因?yàn)槊撍木壒?但彩色膜的力學(xué)性能卻沒有變化 有研究指出 短時(shí) 間超過3 0 0 也是允許的 另有報(bào)導(dǎo)指出 著色并經(jīng)硬化處理的3 0 4 彩 色不銹鋼在沸水中擱置5 0 0 小時(shí) 或者在2 0 0 空氣中擱置1 0 0 小時(shí) 顏色不發(fā)生任何變化 如果在2 5 0 2 空氣中擱置1 0 0 小時(shí) 顏色會(huì)出現(xiàn) 中度的變化 在不同介質(zhì) 不同溫度下擱置一定時(shí)間 幾種顏色的彩色不銹鋼顏 色變化情況 在大多數(shù)不同濃度的介質(zhì)中 顏色都沒有發(fā)生變化 耐磨 山東土學(xué)碩士學(xué)位論文 實(shí)驗(yàn)最普通的形式是用鉛筆的橡皮擦在彩色不銹鋼表面橫向劃直線 數(shù) 一下共劃了多少次 一直到產(chǎn)生可見的變化為止 擦劃時(shí)施力5 n 在這 種施力條件下 要破壞陰極還原硬化膜 至少要?jiǎng)? 0 0 次 1 9 8 0 年英國的一份專利提出擦劃時(shí)的施力應(yīng)大于2 9 4 n 這是一個(gè) 非常嚴(yán)格的要求 但只是家用器具和汽車內(nèi)裝飾用彩色不銹鋼表面必須 達(dá)到的要求 如果用塑料片擦劃 即使在1 0 n 力作用下 表面就產(chǎn)生了 破壞性劃痕 銅 h b 9 3 在同樣的力作用下 對表面只產(chǎn)生輕微的劃痕 而鋼在2 5 n 力的作用下 對表面產(chǎn)生輕的損傷 在5 n 力的作用下 對 表面產(chǎn)生嚴(yán)重?fù)p傷 著色并硬化的3 0 4 彩色不銹鋼表面用塑料片在1 n 力作用下 要擦劃 8 0 0 2 0 0 0 次 彩色膜就完全擦掉了 深棕色和黑 色劃痕阻力最大 其次是紫紅色或綠色 然后是金色 藍(lán)色最容易劃傷 8 0 0 1 3 0 0 次 影響彩色不銹鋼表面美觀的一個(gè)主要問題是手印 因?yàn)楫a(chǎn)生顏色的 氧化膜非常薄 即使很薄很薄的一層油脂粘在氧化薄膜上 都會(huì)引起光 透層 氧化薄膜 油膜 厚度極不勻稱的變化 從而引發(fā)顏色的改變 人們提出了許多解決這個(gè)問題的辦法 但收效甚微 m e s s r sp d i g r a t 提 供了一種專利產(chǎn)品 c s g 不銹鋼清潔劑 可以減輕這個(gè)特殊問題 著色前的準(zhǔn)備工作對著色效果影響巨大 實(shí)際上任何不銹鋼 不管 是奧氏體不銹鋼或是馬氏體不銹鋼都可以著色 合金元素鎳不是著色所 必需的一種成分 鉻鋼也同樣適合于著色 但是 a i s l 3 0 4 奧氏體不銹 鋼最適合生產(chǎn)彩色不銹鋼 a i s l 4 3 0 和4 3 4 鐵素體不銹鋼雖然可以生產(chǎn) 出與a i s l 3 0 4 相類似的彩色不銹鋼 但是 由于它們的耐腐蝕性稍差 會(huì)使得色彩逐漸暗淡 含碳量大于0 1 的馬氏體不銹鋼 除了生產(chǎn)黑色 表面外 要生產(chǎn)其它彩色表面則很困難 因?yàn)椴噬讳P鋼表面的顏色是 由于光的干涉效應(yīng) 氧化膜厚度或成分的任何局部變化 都將產(chǎn)生不同 的顏色 因此 用作彩色不銹鋼板的原板表面必須高度均勻一致 首先 是化學(xué)成分要求沒有富鉻或貧鉻區(qū)存在 其次是表面粗糙度要小而且均 勻一致 為此 原板表面加工方法首推電解拋光 這是使原板表面加工 均勻一致的最好保證 在所有的表面精加工過程中 最基本的要求是把 表面通過脫脂等手段弄干凈 隨著表面氧化膜變厚 依次出現(xiàn)的顏色為 古銅色一藍(lán)色一金色一紅色一紫色一綠色 其表面特征 亮或暗 決定 于原板的表面加工級別是否干凈 目前對不銹鋼表面進(jìn)行處理方法 i o 1 表面本色白化處理 2 表面鏡面光亮處理 3 表面著色處理 1 3 山東大學(xué)磧士學(xué)位論文 不銹鋼在加工過程中 經(jīng)過卷板 軋邊 焊接或者經(jīng)辦人方熱加工 處理 產(chǎn)生黑色氧化皮 這種堅(jiān)硬的灰黑色氧化皮主要是n i c r 2 0 和n i f 兩種成分 以前一般采用氫氟酸和硝酸進(jìn)行強(qiáng)腐蝕方法去除 但這種方 法成本大 污染環(huán)境 對人體有害 腐蝕較大 逐漸被淘汰 目前對這 種氧化皮處理方法有二種 1 采用噴 丸 砂方法 2 采用化學(xué)法 使用一種無污染酸洗鈍化膏和常溫?zé)o毒害的帶有無機(jī)添加荊的清洗液 進(jìn)行浸泡沖洗 從而達(dá)到不銹鋼本色的白化處理之目的 基本上看上去 是光亮的色澤 這種方法對大型 復(fù)雜產(chǎn)品較適用 值得推廣應(yīng)用 不銹鋼表面鏡面光亮處理方法 根據(jù)不銹鋼產(chǎn)品的復(fù)雜程度和用戶 要求情況不同可分別采用機(jī)械拋光 化學(xué)拋光 電化學(xué)拋光等方法來達(dá) 到鏡面光澤 目前 國內(nèi)外不銹鋼化學(xué)拋光液的基本類型可分為以下4 種 1 1 王水型溶液 王水型系由3 體積濃h c i l 體積濃h n 0 3 混合而 成 具有比濃h c i 或濃h n 0 3 更強(qiáng)的腐蝕作用 2 硫酸型溶液 硫酸型化學(xué)拋光液的基本組分 h 2 s 0 4 h c i 和 h n 0 3 3 磷酸型溶液 磷酸是多數(shù)化學(xué)拋光液的成分 4 醋酸型和過氧化氫型溶液 由予醋酸對不銹鋼腐蝕很微弱 過氧 化氫對不銹鋼也沒有腐蝕能力 經(jīng)常和王水 h f 或h c i 混合作用 才能產(chǎn)生拋光效果 以上拋光液存在的主要問題是 多數(shù)拋光液中含有h n 0 3 和采用 三 酸 拋光液 作業(yè)時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的n 0 2 n o n 2 0 5 等有害氣體 從而 污染環(huán)境和危害人體健康 雙氧水不穩(wěn)定 需經(jīng)常調(diào)整 不銹鋼電解拋光是把被拋光工件作陽極 不溶性金屬作陰極 浸入 電解液中通以直流電而產(chǎn)生選擇性陽極溶解過程 由于金屬表面凸起部 分比凹的部分電流密度大 溶解也就快些 最后達(dá)到表面光滑平整的目 的 電解拋光液必須要滿足被拋試樣在低電壓和高電流密度的環(huán)境下得 到高質(zhì)量的拋光效果 而且要使通過陽極的電流密度和溫度獲得較寬的 工作范圍 同時(shí) 要使它在反應(yīng)或儲(chǔ)藏時(shí)有較好的穩(wěn)定性 拋光液中通 過的是高電流 即便當(dāng)電流密度不適宜時(shí) 也要保證該溶液不腐蝕被拋 1 4 山東太學(xué)硬士學(xué)位論文 金屬 表l 1 中列舉了所證實(shí)的適合各種拋光液的陰極材料 表l 1適合各種拋光液的陰極材料 工業(yè)上 不銹鋼的電解拋光是在硫酸一磷酸的混合液中進(jìn)行 也可 以在此混合物中添加一些添加劑 對于實(shí)驗(yàn)設(shè)備通常我們所采用的是頂 端與鈦相連 里面裹有樹脂的銅制螺栓狀擱物架 他比較適用于大的試 樣 而在最近十年中有制造出一種能夠連續(xù)自動(dòng)拋光的機(jī)械 它可以用 于小試樣在溶液中的拋光 這種拋光機(jī)械不用擱物架 他所用的原理就 是 在不必移動(dòng)的階梯或八邊形的筐中進(jìn)行拋光 麥 蒂塔及其合作伙 伴提出一種適于不銹鋼高速拋光的特殊模型 該模型可以從不銹鋼間的 主要成分中離出大量的不純元素 因此它不能采用傳統(tǒng)的水浴外形及其 工具 通常建議使用的水浴組成為 磷酸2 份 硫酸1 份 甘油l 份 這是對拋光做出的一種選擇 他能同時(shí)加工不同的不銹鋼片 并能 得到可以高度再生的表面處理 機(jī)械拋光是用8 0 0 1 0 0 0 1 8 0 0 號(hào)砂紙逐級打磨至準(zhǔn)鏡面 最后用 棉布蘸市售拋光膏拋光 目前電解拋光還不能完全取代機(jī)械拋光 一方 面 就其作用過程而言 電解拋光只是金屬表面上的微觀整平 其最終 的表面質(zhì)量在很大程度上取決于拋光前機(jī)械處理的狀況 另一方面電解 拋光對材料化學(xué)成分的不均勻性和顯微組織偏析特別敏感 在金屬基體 與非金屬夾雜物處常被劇烈侵蝕 有時(shí)不良的冶金狀態(tài) 金屬晶粒尺寸 結(jié)構(gòu)的不均勻性 軋制痕跡 鹽類或氧化污染 酸洗過度以及淬火過度 等 均會(huì)對拋光產(chǎn)生不良的影響 所以電解拋光并不是適用所有情況 對于偏析顯著的金屬材料 鑄鐵偏析 軋制偏析 無能為力 下面我分別介紹這三種方法優(yōu)缺點(diǎn)供參考選用 t l o 山東史學(xué)碩士學(xué)位論文 表1 2 不銹鋼拋光方法對比 英國是彩色不銹鋼主要生產(chǎn)國 在e n f i e l d 廠擁有年產(chǎn)5 0 0 0 0 m 2 的彩色不銹鋼板的能力 日本彩色不銹鋼的生產(chǎn)在兩個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域占有優(yōu) 勢 浴缸和屋頂 彩色不銹鋼薄板在日本廣泛用作屋頂 它首先沖壓成 仿真的瓦屋頂形狀 然后進(jìn)行著色處理 這種情況推動(dòng)了建筑風(fēng)格更趨 時(shí)尚 歐洲是講究建筑風(fēng)格的地區(qū)之一 在日本和美國建筑時(shí)尚的影響 下 歐洲肯定在建筑上不甘落后 彩色不銹鋼在歐洲建筑上的應(yīng)用必然 會(huì)增加 1 2 2 不銹鋼著色機(jī)理探討 e v a n s 在1 9 7 7 年提出了不銹鋼著色過程的電化學(xué)模型 當(dāng)不銹鋼浸 入著色溶液后 在其表面發(fā)生氧化反應(yīng)和還原反應(yīng) 1 6 在陽極區(qū) m e m e 2 2 c m e 代表c r f e n i 1 山東土學(xué)碩士學(xué)位論文 在陰極區(qū) i i c r 0 4 7 礦 3 c c 4 h 2 0 2 在金屬 溶液界面上金屬離子水解形成氧化膜 p m e 2 q c r 3 r h 2 0 一m e c r o 2 r 時(shí) 2p 3q 2 r 3 根據(jù)鈍化現(xiàn)象的成相膜理論 生成成相鈍化膜的先決條件是在電極 反應(yīng)中有可能生成固態(tài)反應(yīng)物 在不銹鋼表面形成晶核 隨著晶核的生 長和外延而形成氧化膜 12 1 氧化膜的組成可表示為 c r r e 2 0 3 f e n i x h 2 0 通常把陽極區(qū)反應(yīng) 1 和陰極區(qū)反應(yīng) 2 這一對互相依存的氧化 還原 反應(yīng)稱作共軛反應(yīng) 在著色過程中 存在于不銹鋼表面毗鄰的微小陽極 區(qū)與陰極區(qū)間距離極近 兩極間著色溶液電阻很小 加上在陰極區(qū)所沉 積的氧化物膜層很薄 有良好的導(dǎo)電能力 因此 毗鄰的陽極區(qū)和陰極 區(qū)構(gòu)成的微電池整個(gè)電流回路的歐姆電阻可以忽略不計(jì) 結(jié)果共軛反應(yīng) 相互極化 以至陽極極化曲線與陰極極化曲線相交于一點(diǎn) 見圖i 1 e k e r 纛 腳 麓i 刪e 電流強(qiáng)度i a 圖卜1 不銹鋼著色過程極化曲線示意圖 交點(diǎn)r 電勢稱作混合電極電勢或混合電勢 m i x e d e l e c t r o d e p o t e n t i a l o r m i x e dp o t e n t i a l 不銹鋼表面存在著許許多多微電池 各處微電池混 合電勢的相互疊加 構(gòu)成了不銹鋼的綜合混合電勢 此電勢也就是測得 1 7 山東大學(xué)碩士學(xué)位論文 的不銹鋼電勢 按照電化學(xué)原理 可以利用混合電勢e r 及陽極反應(yīng)平衡 電極電勢e 陰極反應(yīng)平衡電極電勢e h 來查明不銹鋼著色過程的控制 因素 c e r e k e 1 0 0 c k2 e k e e r e h e x 1 0 0 4 5 式中c 及c k 分別表示陽極及陰極極化控制程度 其中控制程度大 的因素就是著色過程的主要控制因素 它對著色過程有著決定性的影 響 應(yīng)該指出 按e v a n s 模型 氧化物沉積在陰極區(qū) 覆蓋有氧化物 膜層的陰極反應(yīng) 2 的還原平衡電極電勢 經(jīng)我們的實(shí)驗(yàn)測定e 為 1 5 4 v 陽極區(qū)反應(yīng) 1 在2 5 1 0 0 k p a 及離子活度為l 時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)電極電 勢e c r 2 c r e f c f c 及e n 2 n i 分別為 o 8 6 v o 4 0 9 v 及一0 2 3 v 兩價(jià)離子濃度變化1 0 倍 用n e r n s t 方程e e r t 2 f i na 可算出 電勢變化 e 為o 0 5 9 2 v 溫度從2 5 變化至8 0 電勢僅僅增大為 3 5 3 2 9 8 1 1 8 倍 可見 用標(biāo)準(zhǔn)電極電勢e 驢m 代替著色條件下的平衡 電勢e 可以租略她用來估算不銹鋼著色過程的控制因素 通過測定 8 0 時(shí)不銹鋼著色溶液中的混合電勢e r 其值在1 3 5 0 1 3 7 4 v 范圍變 化 為了粗略地估算不銹鋼著色過程控制因素 不妨選用1 3 6 v 將 e r 1 3 6 v e 1 5 4 v 及e a e 0 2 3 0 8 6 v 代入 4 5 兩式 可以計(jì) 算出 c 8 9 8 9 1 4 c k l o 2 8 6 計(jì)算結(jié)果說明不銹鋼著色 過程主要由陽極反應(yīng)所控制 a 不銹鋼著色的電極過程動(dòng)力學(xué)分析 山東土學(xué)碩士學(xué)位論文 圖卜2 不銹鋼著色過程氧化物膜 膜孔 及me2 離子濃度分布示意田 依據(jù)e v a n s 的模型 不銹鋼浸入著色溶液以后 在其表面陽極區(qū)和 陰極區(qū)發(fā)生反應(yīng) 1 2 及 3 生成的氧化物沉積于陰極區(qū)的表面 形 成多孔的陰極區(qū)氧化物沉積膜層 見圖1 2 陽極反應(yīng)在小孔內(nèi)底部金屬 和著色液界面迸行 陰極反應(yīng)則發(fā)生在氧化物膜和著色溶液界面上 在 氧化物膜小孔處 由靠近金屬表面的陽極區(qū)的著色溶液中金屬離子 f e c r 2 n i 2 通過小孔 由里向外的擴(kuò)散是陽極極化的限制性環(huán)節(jié) 即濃差極化是陽極極化的主要原因 它也是不銹鋼著色過程的主要控制 性因素 作為次要控制因素的陰極區(qū)陰極極化則是由電化學(xué)極化造成 的 假定小孔中靠近金屬著色溶液內(nèi)的金屬離子濃度為a 而在溶液 內(nèi)部金屬離子的濃度為a 著色膜厚度為x 著色溶液中 2 的擴(kuò) 散系數(shù)為d 則小孔內(nèi)n 2 擴(kuò)散電流密度為 mcme i 2 2 f d 0 0 a o e a 艫 6 若各小孔底部陽極總面積為s 及擴(kuò)散電流強(qiáng)度為i 由于 i 2 i s a 則a s 艫28 彬 2 f d m 2 s 陽極區(qū)的電極電勢為e o e 舢 9 r 1 y 2 f l 越岫 8 7 式代入 8 式得 1 9 山東支學(xué)睡士學(xué)位論文 e 2e o r t 2 f l n a m i 2 f d s x l e o r t 2 f i n a r t 2 f i n 1 i a 2 f d 驢s a a 圓x e g o r t 2 f i n 1 i 2 f d 艫s a x 9 陰極極化過程通?？捎胻 a f c l 公式來描述 陰極區(qū)的電極電勢 e k2e k 屈l n i k i 10 式中 k 為由陰極反應(yīng)類型所決定的傳遞系數(shù) i 為陰極反應(yīng)交換電流 溶液組成一定時(shí) 其數(shù)值一定 i 為陰極區(qū)反應(yīng)電流強(qiáng)度 陰極極化曲 線與陽極極化曲線的交點(diǎn)電勢e r 就是不銹鋼的混合電勢 此時(shí) e e k e r 及i t i k i r 1 1 這就是說 e r 及i r 值由下面0 2 式及 1 3 式構(gòu)成的聯(lián)立方程求解 e r2e g r t 2 f i n 1 i x 2 f d v s a 耐 q 1 2 e r 5 e i q 屈l 岬r i 1 3 顯然 e r 與x 之間服從一個(gè)極為復(fù)雜的關(guān)系式 下面我竹討論一下 它的近似解 著色過程中e r 的變化較小 約為o 0 2 4 o 0 0 1 v 也就是 說 著色過程中i r 變化不大 因此在一定的著色條件下 e t i r d 礦 s 及a 池n 均可視為常數(shù) 則 1 2 式可以書寫成 e r a bl n 1 c x 1 4 式中 a 5 e 舢 b r t 2 f c i r 2 f d s a 由于氧化物膜厚度極薄 x 很小 1 4 式可以展開成t a y l o r 級數(shù)形式 略去x 的高次項(xiàng) 得到 e r a b c x 或?qū)懗蒭 r a d x 1 5 山東太學(xué)嘎士學(xué)位論文 式中d b c 1 1 9 i t 8 1 1 7 一 寐1 稃 粵 侶 1 o o1 5 笛 柏 著色時(shí)問 a i n 圖1 3 不銹鋼著色過程電動(dòng)勢e 與時(shí)間t 關(guān)系曲線 應(yīng)該指出 不銹鋼著色過程插入