不锈钢载波钝化着色膜的形成机理研究.pdf

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第卷第期中国腐蚀与防护学报3〕,&5
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不锈钢载波钝化着色膜的
’
形成机理研究
张俊喜陈健程胜松9乔亦男曹楚南

:浙江大学化学系杭州;;<=>
城浙江教育学院生化系杭州;;<>

、
摘要应用?2.循环伏安曲线和极化曲线测定等手段对载波钝化膜的组成及各成分在膜
层中的纵向分布进行了测试分析,据此讨论了膜层及膜层中组份的性质和作用,提出了载

4
波钝化膜的生长机理

关锐词;≅不锈钢,载波钝化着色,成膜机理

引言

,
目前彩色不锈钢的生产主要采用以“,&∗#”法为主的着色工艺但该着色液中含有
大量六价铬离子,其废液的排放对环境造成很大危害。因此用无铬的着色液生产彩色不

4,
锈钢成为该课题的主要研究方向5ΑΒΧΧΔ等对方波电势脉冲着色作了尝试)6∀,35/#Ε<Φ
等也对方波极化着色作了报道。在国内,我们首次开发出用载波钝化法在无铬的硫酸

4
着色液中生产彩色不锈钢的工艺ΧΓΔ,可避免高价铬对环境的污染对彩色钝化膜形成机

,4。
理的研究尚处在起始阶段曹楚南等对载波钝化作了较深入的研究,Χ’ΗΔ本课题就是

,,
在此基础上从载波条件对钝化着色膜生长的影响!入手展开工作本文则报告运用

、。
?2.循环伏安曲线测定等分析手段研究载波钝化着色膜形成机理的有关结果

<实验方法

,,
试样为ΙϑΚΛΓϑΚΛΙ:双面>工作面积的;≅不锈钢片:供货状态Μ日产.Ν镜面>钝

4·。
化着色液为<ΓΚ5Χ(一‘+Ι.#Ο溶液
将试样工作面用乙醇Π二甲苯擦洗,烘干后,再经常用的方法清洗,然后移入钝

,一,。
化着色液在!;ΚΘ电位下阴极还原Η分钟再进行钝化着色处理载波条件用信号

,,,。
发生器通过示波器进行调节波形为方波钝化时间为分钟着色液温度为=;5∗
;

。
最后得到的样品经冲洗、烘干

Μ,
Λ2.测试采用型号为−.∗∋(∋Ρ3Ν+型电子能谱仪光电子激发源为∋,Ν。:≅!Σ8Θ>

,,,,4
射线分析室压力为<Λ;一2Τ靶电压为ΓΑΥ电子束压为≅ΑΥ束流为;拼∋结合能用

ς国家自然科学基金和浙江省自然科学基金资助课题
ΣΩ;‘;收到ΣΩ;Ω;Η收到修改稿
!Σ中国腐蚀与防护学报卷

444·,
∗ΧΓ:<Σ≅Σ8Υ>进行标定极化曲线测定Μ试样在<ΓΚ5Χ(一,+ΙΓ5Ο溶液中温度为=;5∗,

,4
以!;ΚΥ47ΒΧ7一进行动电位扫描测定极化曲线循环伏安测试Μ分别将清洗后的样品

4,
和经载波钝化的样品在<ΓΚ5Χ4(一+Ι.#≅溶液中温度为=;5∗,以Χ5ΚΘ4而7一进行循

4,4
环伏安扫描测定实验用水均为去离子水参比电极为饱和甘汞电极:.∗−>

实验结果

4
图是;≅不锈钢在<4ΓΚ5Χ4(一,+Ι.#≅溶液中的极化曲线结果表明Μ不锈钢在
一,,,
<Η;ΚΘ左右为活性溶解区在。、Γ5ΚΘ这一区间为钝化区大于Γ5ΚΘ时不锈钢进

,4
入过钝化区该图显示了;≅不锈钢在各电位下的电化学行为

4一
图<为样品的循环伏安测试的结果图中经载波钝化样品在<;、5ΚΥ范围内出现

,,
了一个还原峰经查证为∗Ξ!Π的还原峰再与未钝化样品比较说明该高价铬是存在于

4一,,
钝化膜中的同时在Γ5ΚΘ左右两曲线都出现了一个氧化峰经查证为铁的氧化峰即

4,
不锈钢基体中铁的活性溶解峰经载波钝化样品中该峰比未钝化样品中的峰小得多

,4
也说明表面的钝化膜能阻止基体发生电化学反应具有保护作用

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,
表Χ列出了钝化膜中铬?2.谱的解析结果通过分析得出Μ膜层的外侧主要是铬
的高价含氧酸根及氢氧化物,膜层中部则由氢氧化物和经基氧化物组成,在膜层内侧
则是三氧化二铬和三氧化铬共存。

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