不銹(xiu)鋼電化學著彩(cai)色(se)酸(suan)性溶液成分和工藝(yi)條件見表9-9。配方1 (見(jian)表9-9)的說(shuo)明 。本配方(fang)(fang)由南(nan)京大學應用化學研究所方(fang)(fang)景禮、劉(liu)琴、韓克平、陳(chen)耀輝(hui)提(ti)出。

1. 陰(yin)極電沉(chen)積法

  從(cong)鉬酸鹽溶液中電解獲得藍色(se)不銹鋼轉化(hua)膜。

2. 工藝過程

  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. 膜層的(de)熱(re)穩定性

 將藍(lan)色(se)(se)膜(mo)層(ceng)置于(yu)烘箱(xiang)中60℃老(lao)(lao)化(hua)30分鐘，膜(mo)層(ceng)顏色(se)(se)不(bu)(bu)變。繼續延長老(lao)(lao)化(hua)時間，膜(mo)層(ceng)也不(bu)(bu)發生變化(hua)。表明藍(lan)色(se)(se)不(bu)(bu)銹鋼(gang)適于(yu)在一般環境下作為裝(zhuang)飾層(ceng)。

4. 藍(lan)色(se)膜(mo)層的(de)厚度分析

   用40kV和15μA的(de)Ar+流對不銹鋼的(de)藍色表面(mian)膜進行深度剝(bo)蝕(shi)，同時用AES測定各(ge)組成元(yuan)素的(de)原子分數(shu)隨時間的(de)變化曲線，即(ji)得AES深度剝(bo)蝕(shi)圖(tu)-圖(tu)9-3。

  若把(ba)圖中元(yuan)素O與基體Fe的(de)深度剝蝕曲(qu)線(xian)的交點(dian)處(chu)所對應的剝蝕時間與相同條件(jian)下涂有100nm 標準氧化鉭(tan)（Ta2O5)的鉭(tan)片用Ar+測射至Ta2O5/Ta界面所(suo)需的時間作為100nm的厚(hou)度進(jin)行(xing)比(bi)較，按下式即(ji)可求得不銹鋼藍色(se)膜層(ceng)的厚(hou)度：

  由圖(tu)9-3和標(biao)準TB2O5劃(hua)蝕(shi)圖(tu)求(qiu)得藍色不銹鋼(gang)彩色膜層的(de)厚度為42.7nm。

5. 藍色不銹銷(xiao)表面膜(mo)的(de)元素(su)組(zu)成(cheng)

  圖9-4為藍(lan)色藤層的XPS全(quan)掃(sao)描圖。由(you)圖大致斷定膜(mo)層主要(yao)由(you)鉬、氧、磷等(deng)元(yuan)素組成。

  又由(you)圖9-3可(ke)見，藍色不銹鋼膜經一段(duan)時間(jian)剝蝕后，表面污染元(yuan)素已(yi)消除，在濺射6~20min區間(jian)，膜層元(yuan)素含量基本恒定，鐵(tie)的(de)含量很低(di)，此時尚未濺射到(dao)基體(ti)，由(you)此，由(you)深度(du)剝蝕曲(qu)線(xian)組(zu)成(cheng)恒定區，可(ke)以求(qiu)得(de)藍色不銹鋼膜的(de)元(yuan)素百分組(zu)成(cheng)為(wei)：氧為(wei)54.30%,鉬為(wei)28.40%,磷為(wei)12.11%,鐵(tie)為(wei)5.20%。

6. 藍色不銹鋼(gang)膜中組成元素的價態

 圖9-5為藍色膜層中Mo的XPS高分辨圖。由圖9-5可以求得濺射前Mo的(de)(de)結合能為232.3eV和(he)(he)235.3eV兩(liang)個(ge)峰，分別對(dui)應于MoO3 中(zhong)Mo 的(de)(de)3d5/2的(de)(de)232.6eV 和(he)(he) 3d3/2 的(de)(de)235.3eV, 與Na2MoO4中(zhong)的(de)(de)3d3/2的(de)(de)232.1eV 和(he)(he)3d3/2 的(de)(de)253.3eV 也很接近(jin)(jin)，表明在藍(lan)色(se)不(bu)銹鋼層的(de)(de)表面，Mo是以六(liu)價狀(zhuang)態（MoO3或(huo)MoO2-4)存在的(de)(de)。Ar+濺射10min后(hou)，Mo(VI)的(de)(de)3d3/2 峰（235.3eV)消失，3d3/2 峰（232.3eV) 稍(shao)稍(shao)移動至峰（232.leV),變化(hua)不(bu)大。同(tong)時出現了一個(ge)新(xin)峰（229.3eV),它與MoO2中(zhong)Mo的(de)(de)3d5/2 的(de)(de)峰位(wei)值229.6eV 接近(jin)(jin)，表明在膜層內(nei)部(bu)同(tong)時存在Mo(VI)和(he)(he)Mo(N)兩(liang)種狀(zhuang)態。膜內(nei)四價鉬(mu)估計是電(dian)解(jie)液中(zhong)鉬(mu)酸(suan)鹽(yan)被陰極還原的(de)(de)結果。

圖(tu)(tu)9-6為藍色不銹鋼中(zhong)磷(lin)(lin)的(de)XPS高分辨(bian)圖(tu)(tu)。由圖(tu)(tu)9-6測得P 的(de)2p 的(de)結合能(neng)濺射前(qian)后(hou)為133.6~133.4eV,它(ta)與PO3-4中(zhong)P的(de)結合能(neng)一致(zhi)，表明膜內(nei)外均存在(zai)磷(lin)(lin)酸(suan)鹽，在(zai)成膜過(guo)程中(zhong)它(ta)并未(wei)被還原。膜中(zhong)的(de)磷(lin)(lin)以磷(lin)(lin)酸(suan)鹽的(de)形式存在(zai)。