1973年,伊文斯等人提出不銹鋼著(zhu)色膜生成原理,當不銹鋼浸入鉻酸和硫酸組成的著色液,在不銹鋼表面上發生電化學反應,見圖8-3,不銹鋼金屬(M)鉻、鎳、鐵等在陽極區放出電子變成金屬離子(M2+)。


陽極區:  M→M2++2e  (8-1)     (M代表Cr、Ni、Fe)


在陰極區含六價鉻的鉻酸接收電子變成三價鉻(Cr3+),反應式如下:


陰極區: HCrO-4+7H++3e → Cr3++4H2O (8-2)


當不銹鋼在溶液中浸漬一段時間后,在金屬/溶液界面上金屬離子(M2+)和Cr3+的濃度達到臨界值,并超過了富鉻的尖晶石氧化物的溶解度,由于水解反應而形成氧化膜,反應式如下:


pM2++qCr3++rH2O → MpCrgOq+2rH+(8-3)


其中  2p+3q=2r (8-4)


圖 3.jpg


 當氧化(hua)膜(mo)(mo)(mo)一旦生成(cheng),陽(yang)(yang)極(ji)(ji)反(fan)應(ying)(ying)和陰(yin)極(ji)(ji)反(fan)應(ying)(ying)立即分離,如圖8-3所示(shi),此時,陽(yang)(yang)極(ji)(ji)反(fan)應(ying)(ying)仍(reng)在(zai)氧化(hua)膜(mo)(mo)(mo)的(de)孔(kong)底(di)部即不(bu)銹鋼表(biao)面進行(xing),陰(yin)極(ji)(ji)反(fan)應(ying)(ying)在(zai)膜(mo)(mo)(mo)的(de)表(biao)面進行(xing)。陽(yang)(yang)極(ji)(ji)反(fan)應(ying)(ying)產物(wu)M2+通(tong)過(guo)微(wei)孔(kong)向外擴散,在(zai)孔(kong)口和孔(kong)底(di)之(zhi)間存在(zai)擴散電位(wei)差Δφ,隨著膜(mo)(mo)(mo)的(de)加厚(hou)(hou),Δφ增(zeng)大。膜(mo)(mo)(mo)厚(hou)(hou)不(bu)同(tong)(tong)就產生不(bu)同(tong)(tong)的(de)干涉色(se),這就是控制電位(wei)差可著彩色(se)的(de)基本原理。