不锈钢电化学着色工艺及着色膜的XPS研究

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1、王文静等不锈钢电化学着色工艺及着色膜的XPS研究不锈钢电化学着色工艺及着色膜的XPS研究11222王文静,李国彬,王军皓,李伟英,王希望(1.河北工业大学材料科学与工程学院,天津300132;2.河北农业大学信息学院,河北保定071001)[摘要]介绍了不锈钢电化学着色工艺,采用正交试验的方法对不锈钢电化学着色的试验方案进行了优化,得出最佳试验方案;用X射线光电子能谱(XPS)对不锈钢着色膜的元素组成和元素价态进行了分析,这对着色膜层的进一步开发和应用有十分重要的作用。[关键词]不锈钢;着色;电化学;XPS[中图分类号]TG177[文献标识码]A[

2、文章编号]1001-3660(2006)02-0048-03ElectrochemistryColoringTechnologyofStainlessSteelandStudyonColoringFilmbyXPS112WANGWen2jing,LIGuo2bin,WANGJun2hao(1.SchoolofMaterialsScienceandEngineering,HebeiUniversityofTechnology,Tianjin300132,China;2.InformationAcademyoftheHebeiAgricultureUn

3、iversity,Baoding071001,China)[Abstract]Electrochemistrycoloringtechnologyonstainlesssteelisintroduced.Experimentationprojectisoptimizedthroughtheorthogonaltest,andthebestexperimentationprojectisobtained.CompositionandchemicalstateofelementareanalyzedbyX2rayphotoelectronspectro

4、scopy(XPS).Itisveryimportantfortheexploitationandapplicationofcoloringfilm.[Keywords]Stainlesssteel;Coloring;Electrochemistry;XPS电化学着色法一个很明显的优点,就是颜色的可控性及重0引言现性都很好,受不锈钢表面状况的影响较小,而且处理温度较低,有些工艺可以在室温下进行,污染程度较轻。相比之下,电国产彩色不锈钢是我国不锈钢处理技术领域的空白。它可流比较容易控制,目前,这些技术仅限于实验室阶段,要应用到以被广泛用于煤气灶具、热

5、水器、抽油烟机等家电的表面装饰,实际生产中,还有许多工作要做,不过可以肯定,利用电化学方此外,在家居厨卫和家庭装饰的需求量越来越大,市场前景看法着色是未来的发展趋势。好。对于不锈钢着色的研究主要侧重于工艺方面,对于着色膜不锈钢着色的方法主要分化学着色法和电化学着色法两本身的性质方面研究得极少。笔者通过各种现代的检测技术对[1]种,其中对于化学着色法,目前国内的研究取得了一定的进不锈钢的组成进行分析,用X射线光电子能谱(XPS)分析法对展,但是仍存在许多问题值得研究和改进。笔者认为主要存在黄色不锈钢电化学着色膜进行元素组成和元素价态分析。利用两个问题

6、:1)化学着色法的处理温度比较高,一般国内研究的现代的检测手段对不锈钢着色膜进行深入的研究,有利于着色着色温度达到了80℃以上,此时溶液中浓度较高的铬酸容易挥膜层的进一步开发和应用。发,造成环境污染;而且处理液在高温下腐蚀性很强,对设备的要求很严。2)由化学着色法的电位2时间曲线可以看出,各种颜1不锈钢电化学着色工艺色相邻的电位差距很小,只有几个毫伏,这就给试验带来了很大的不便,需要仪器设备有很高的精度和良好的抗干扰性能,否则仪器本身的误差就会导致控制出错。如果大批量的生产,更要1.1试验材料考虑采用计算机辅助控制。化学着色法的颜色控制及监测借助不

7、锈钢试片材料为SUS304(相当于国产的1Cr18Ni9),将不2于计算机辅助控制,使得操作的精确度提高,但同时也使操作变锈钢切制成规格为30mm×40mm×0.4mm,着色区域为12cm,得更加复杂。在国内,这种方式不易实现和推广。350℃低温退火,以消除内应力对试验结果的影响。[收稿日期]2005-11-11[作者简介]王文静(1978-),女,河北衡水人,在读硕士,主要从事表面处理方面的研究。48第35卷第2期表面技术Vol.35NO.22006年4月SURFACETECHNOLOGYApr.20061.2试验装置(见图1)用脱脂棉擦去表面油

8、脂,然后将零件浸入预先用氧化铜中和过的3%硫酸铜(CuSO4·5H2O)溶液中,温度为(25±1)℃。以能耐零件表面不变化