310S不銹鋼板著色膜生成原理，當不銹鋼浸入鉻酶的酸組成的著色液，在不銹鋼表面上發(fā)生電化學反應，見圖8-3，不銹鋼金屬

鉻、鎳、鐵等在陽極區(qū)放出電子變成金屬離子(M2+)。

陰極反應 陽極區(qū): M>M++2e 

(M 代表 Cr、Ni、Fe)

溶液 在陰極區(qū)含六價鉻的鉻酸接收電子變成三價 

氧化膜 (Cr3+)，反應式如下。 

陽極反應 陰極區(qū): HCrO;+7H++3e- 

Cr3++4H2O

(8

當不銹鋼在溶液中浸漬一段時間后，在金屬/溶液

氧化膜生成模型 面上金屬離子(M2+)和Cr3+的濃度達到臨界值，并能 

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++rH?O->M,CrgO,+2rH+

其中 2p+3q-2r (8- 

(8.

當氧化膜一旦生成，陽極反應和陰極反應立即分離，如圖8-3所示，此時，極反應仍在氧化膜的孔底部即不銹鋼表面進行，陰極反應在膜的表面進行。陽極應產(chǎn)物M2+通過微孔向外擴散，在孔口和孔底之間存在擴散電位差Δφ，隨著膜的加厚，Δp增大。膜厚不同就產(chǎn)生不同的干涉色，這就是控制電位差可著彩色的基本原理。

8.2.4 不銹鋼著色膜的組織結(jié)構(gòu)

初形成的氧化膜從透射電子顯微照片可見到具有密度約為 101 根/cm2、直為10~20nm(1nm=10-gcm)的大量微孔，這就是初生的氧化膜的耐磨性、耐性和耐污性均不好的原因。

著色膜經(jīng)50%H2O+50%C2H5OH+100g/LHzSO4溶液的陽極溶解法退氧化膜，退除液用原子吸收光譜進行分析，測得膜成分質(zhì)量百分含量為鉻 19.6%鐵11.7%、鎳 2.1%。這三種元素的質(zhì)量占膜總質(zhì)量的1/3，所以估計表面是含有較多結(jié)晶水的氧化物。再從次紅外線光譜分析及電子衍射結(jié)構(gòu)分析發(fā)現(xiàn)，其化學組

成可表示為:(CrFe)?O;·(FeNi)O·xH2O。

電子探針顯微分析未退除膜的質(zhì)量百分組成為鉻 21.3%、鐵11.5%、銀.3%，這與原子吸收光譜分析退除膜的結(jié)果大致相符合。