电位标准判断不锈钢着色中化学活化前处理质量的研究

状 态是 彩 色不 锈钢颜 色 重现 性 的重要 保 障 。 ］
９ ０
材料 工程 ／２ １ ０ ２年 ３期
方式 是 ： 不锈 钢在 Ｈ Ｓ 液 中浸渍 ５ ｎ５； 作 慧 Ｏ 溶 ｍｉ¨ 程 等 采用 的不锈 钢活 化方 式是 ： 不锈 钢在 Ｈ。 Ｏ 溶 液 中 Ｓ
浸渍 １ ｍｉ 阳极 活 化 处 理 ５ ｎ８。然 而 对 于 同一 ４ ｎ或 ｍｉｌ ］
Ａｃ ｉ ａ ｉ ｎ Ｐｒ — ｒ ａ ｍ ｅ ｔｆ ｒ Ｃｏ ｏ ｉ ｇ ｏ ｔ ｉ ｌ ｓ ｔ ｅ ｔ ｔｏ ｅ ｔｅ ｔ ｎ ｏ ｌ ｒｎ ｆＳ ａｎ ｅ ｓＳ ｅ ｌ ｖ
王 海人 李 ，
艳 屈 钧 娥 郑 恩 秀 ， 志 勇 李 文 维 。 ， ， 曹 ，
彩 色不 锈钢 是通 过着 色过 程在 不锈 钢 表面 获得 一
谷 春瑞 等［ 发现 对 不锈 钢进 行 活 化 可 加 速 着 色速 度 。 ６ ２０ ０ ３年 欧 阳贵 等 发 现 不 对 不 锈 钢 进 行 活 化 或 活 化
层具 有 较好 耐 腐 蚀 性 的高 黏 结 力 的 彩 色 薄 膜 而 得 到
ｌｍ 测 试 条 件 为 ３ ℃ ，开 放 体 系 ，测 试 溶 液 为 ｃ ， ０
３ ５ Ｎａ ｌ分 析 纯 ） 液 。测 试 在 以 上 各 种 活 化 条 件 ． Ｃ（ 溶
下得到 的彩 色不锈 钢试 样 的极化 曲线 和交流 阻抗 图谱
（ Ｉ） Ｅ Ｓ 。极 化测 试 扫描 电位 范 围 为 一 ０ ６ ～ ＋ １ 相 ．Ｏ Ｖ（
不 理想 ， 将影 响着色膜 的均 匀 性 。２ ０ ０ ４年 李 广武 等 ］
发 现活 化 时间不 宜 过长 ， 免使 不 锈 钢 表 面 发 黑 影 响 以 着 色 。２ ０ ０ ８年 程 作 慧 等 ＿ 发 现 活 化 可 以提 高 着 色膜 ８ ］ 的鲜艳 性和 耐磨 性 。然 而 目前 对 于不锈 钢 活化 的研究
ｒ ａ ｈ ｄ ｓ ａ ｉｉｙ ｇ ａ ａ ｌ ． Ｔｈｅ ｓ ａ ｎｌ ｓ ｔ ｅ ｐ ｃｍ ｅ ｓ ｃ ｎ ｒ ａ ｈ ａ ｇ ｄ ａ ｄ ｓ ａ ｌ ｃ ｉ ｔｏ ｔ ｔ ｅ ｃ ｅ ｔ ｂ ｌｔ ｒ ｄｕ ｌｙ ｔ ｉ ｅ ｓ ｓ ｅ ｌｓ ｅ ｉ ｎ ａ ｅ ｃ ｏｏ ｎ ｔ ｂ ｅ ａ ｔｖａ ｉ ｎ ｓ ａ ｅ ａ ｔ ｒ ｋｅ ｐ ｎｇ ｔ ｔ ｂ ｅ ｐ ｔ ｎｔａ ｌ ｅ ｆ ｂ ｔ ６ ｆ ｅ ｅ ｉ ｈｅ ｓ ａ ｌ ｏ ｅ ｉ ｌｖａ ｕ ｏｒ ａ ｏｕ ０ｓ，ｗｈｉｈ ｉ ｓｔｖ ｏ ｈｅ ｒ ｐｅ ｔ ｂ ｌｔ ｆ ｃ ｏ ｃ ｓ ｐｏ ｉｉ ｅ ｆ ｒ ｔ ｅ ａ ａ ｉｉｙ ｏ ｏ［ — ｒｎｇ Ｔｈ ｏ ｏｒｎｇ ｆｌ ｓ ｗｅ ｅ ｔ ｒ ｃ ｒ ｓ ｏ ｅ ｉ ｔ ｎ ｅ ｆ ｈｅ ｃ ｉ ． ｅ ｃ ｌ ｉ ｉｍ ｈｏ ｄ ｂ ｔ ｅ ｏｒ ｏ ｉ ｎ ｒ ｓｓ ａ ｃ ｏｒｔ ｏｍｐｌ ｔ ｌ ｃ ｉ ａ ｅ ａ ｌ ｓ ｅ ｅ ｙ ａ ｔｖ ｔ ｄ ｓ ｍｐ ｅ ． Ｋｅ ｒ ｓ： Ｉ 一 ０ ｓ ａ ｎ ｅ ｓ ｓ ｅ Ｉ ａ ｔｖａ ｉ ｎ； ｏ ｏ ｉ ｙ ｗｏ ｄ Ａ ＳＩ４３ ｔ ｉ ｌ ｓ ｔ ｅ ； ｃ ｉ ｔｏ ｃ ｌ ｒｎｇ
Ｃ ３ ０测试其 开路 电位 ， 出其 电位 一 间 曲线 。不 锈 Ｓ５ 测 时
钢 片为工 作 电极 ， ｔ电极 为参 比电极口 电导 电极 为 Ｐ ，
辅 助 电极 。
１ ５ 电化 学 测 试 ．
牌号 ， 同一批 次 的不锈 钢其表 面状 态也不 会完 全一致 ，
就算 采 取相 同 的活化 液 、 同温 度 、 同 活化 时 间 ， 相 相 也 不 一定 都能 达到 相 同的 活 化状 态 ， 显 然会 影 响不 锈 这
化 状 态 ， 化 越 完 全 时得 到 的 着 色 膜 表 现 出 的耐 腐 蚀 性 也 越佳 。 活 关 键 词 ： Ｓ一３ ＡＩ Ｉ ０不 锈 钢 ； 化 ； 色 ４ 活 着
中 图 分 类 号 ：ＴＧ１ ２ ７ ４ ．１ 文 献 标 识 码 ：Ａ 文 章 编 号 ：１ ０１４ ８ （ ０ ２ ０ — ０ ９０ ０ － ３ １ ２ １ ） ３０ ８ — ４
摘 要 ： 用 电 位一 间 曲 线 判 断 不 锈 钢 表 面 的活 化 状 态 ， 通 过 极 化 曲 线 和 交 流 阻 抗 等 测 试 手 段 研 究 了活 化程 度 对 不 锈 采 时 并 钢 着 色 的 影 响 规 律 。结 果 表 明 ： 锈 钢 在 ３ ℃ 的 ５ 的 Ｈｚ Ｏ 溶 液 中进 行 活 化 时 ， 不 ５ Ｓ 电位 会 逐 渐 负 移 直 至 趋 于 平 稳 ， 当在 其 电 位 达 基 本 稳 定 ６ ｓ 右 时 ， 锈 钢 表 面具 有 较佳 和 稳 定 的 活 化 状 态 ， 利 于 其 后 着 色 效 果 的重 现 性 ； 于 不 同 的 活 ０左 不 有 对
钢 着色 的重 现 性［ 。对 于 不 同批 次 的 不锈 钢 ， 种 情 ５ ］ 这
况 会 更 明显 ， 至严重 影 响不锈 钢着色 的规模 化生 产 。 甚 本工作 以 ＡＩＩ４ ０不锈 钢在 ３ ℃ 的 ５／（ 积分 Ｓ一３ ５ ６ 体 ９ 数 ， 同） Ｏ 下 Ｈ Ｓ 溶液 中活 化 为实 例 ， 测量 了不锈 钢 在 化学 活化 过程 中 的电极 电位 随 时 间 的变 化情 况 ， 时 同 把经 不 同活化处 理后 的不 锈 钢 片放 入 着 色 液 中着 色 ，
的， 它不 仅具 有普 通不 锈钢 的各 种优 良性 能 ， 还具 有 较 普通 不锈 钢更 好 的耐腐 蚀 性 、 耐风 化性 和装 饰性 等 ， 因 而具 有较 为广 泛 的应用 ［ 。在 空气 中不锈 钢 的表 面 １ ］ 上 极 易生 成一 层很 薄 的钝 化 膜 ， 膜 虽 具 有 一定 的 耐 此 蚀 性 能 ， 是 不利 于不 锈钢 的着 色反 应 ， 影 响不 锈 钢 但 会 着 色 膜 的均匀 性 、 合 力 以 及 成膜 速 度 等 。因此 想 要 结
Ｗ ｕｈａ ３ ０６ Ｃｈ ｎａ； ｈｏ ｌｏ ｎ ４ ０ ２， ｉ ２ Ｓｃ ｏ ｆＣｈｅ ｓ ｒ ｎ ｍｉ ｔ ｙ ａ ｄ Ｃｈｅ ｉａ ｍ ｃｌ Ｅｎｇ ｎｅ ｒｎｇ， ｉ ｅｉ Ｈｕｂｅ ｉＵｎｉ ｅ ｓｔ Ｗ ｕ ｎ ４ ０ ２， ｖ ｒ ｉｙ， ｈａ ３ ０６ Ｃｈｉ ） ｎａ
极化 曲线 和 交 流 阻 抗 谱 图 利 用 Ｃ ３ ０电化 学 测 Ｓ５ 试 系统进 行 ， 用 三 电极体 系 ，参 比 电极 为 饱 和 甘 汞 采 电极 （ Ｃ ） 辅 助 电极 为铂 电极 ，工 作 电极 是 在 不 同 Ｓ Ｅ ， 条 件 下 活 化 后 再 着 色 的 彩 色 不 锈 钢 ， 工 作 面 积 为 其
ｗｅ ｅ ａ ｔ ａ ｅ ｙ ｉ ｒ ｃ ｉ ｔ ｄ ｂ ｍｍ ｅ ｓ ｄ ｉ ｖ ｒ ｅ ｎ ａ５
Ｈ２ Ｏ４ｓ ｌ ｔ ｎ ａ ℃ ， ｈ ｏ ｅ ｔ ｌｄ ｃ ｅ ｓ ｄ ｆ ｓ ｌ ， ｎ ｈ ｎ ｏ ｕ ｉ ｔ３ Ｓ ｏ ５ ｔ ｅ ｐ ｔ ｎ ｉ ｅ ｒ ａ ｅ ｉ ｔｙ ａ ｄ ｔ ｅ ａ ｒ
ｏｆａ ｔｖ ｔｏｎ ｄ ｇ ｅ ｈ ｏ ｏｒｎ ｏ ｅ ｓ ｗａ ｎ ｅ ｔｇａ ｅ ｎｏ ｃ ｐ ａ ｉａ ｉ ｎ ａ Ｓ （ ｅ ｔ ｏ ｃ ｉ ａ ｉ ｅ ｒ ｅ ｏｎ ｔ ｅ ｃ ｌ ｉ ｇ ｐｒ ｃ ｓ ｓ ｉ ｖ ｓ ｉ ｔ ｄ ｂｙ ａ ｄｉ ｏｌｒｚ ｔｏ ｎｄ ＥＩ Ｅｌ ｃ ｒ — ｃ ｅ ｃ ｌＩ ｈ ｍｉ ａ ｍｐｅ ａ ｃ ｄ ｎ ｅ Ｓｐｅ ｔ ｏ ｃ ｐｙ） ｔ ｓ ． Ｔｈ ｅ ｕ ｔ ｈｏ ｄ ｔ ｔ ｗｈｅ ｈｅ ｓ ａ ｎｌｓ ｔ ｅ ｐ ｃｍ ｅ ｃｒｓｏ ｅｔ ｅ ｒ ｓ ｌｓ ｓ ｗｅ ｈａ ｎ ｔ ｔ ｉ ｅ ｓ ｓ ｅ ｌｓ ｅ ｉ ｎｓ
（ １湖 北大 学 材料 科 学与工 程 学院 ， 武汉 ４ ０ ６ ； ３ ０ ２ ２湖北 大学 化 学化 工学 院 ， 武汉 ４ ０ ６ ） ３ ０ ２
Ｗ ＡＮＧ ａ—ｅ ＬＩＹａ ， Ｈ ｉ ｎ ， ｎ ＱＵ ｕ — ＺＨＥＮＧ — ｉ ｒ Ｊ ｎｅ ， Ｅｎ ｘｕ ，
工 作侧 重 于研究 活 化工 艺参 数 对 不 锈 钢 着 色 的影 响 ， 没有 对 如何 判 断不锈 钢 的活 化 状 态 、 活 化程 度 对着 及
色膜 性 能 的影 响进行 研究 。很 多工 作在 对不 锈钢 活化
获 得颜 色 鲜艳 均匀 且 重 现 性好 的彩 色 不 锈 钢 ， 锈 钢 不 表 面 的前处 理 显 得 十分 必 要 Ｉ 。一 般 来 说 ， 处 理 主 ４ ］ 前
活 化对 着 色 的影 响 早 已 引起 大 家 注 意 。 １ ８ ９ ９年
活化 ｌ ｎ或 阳极 处理 ２ ｍｉｌ ； 阳贵 等采 用 的不 锈 ｍｉ ０ ｎ６ 欧 ］
钢 活化方 式 是 ： 锈 钢在 Ｈ。 Ｏ 不 Ｐ 和 Ｈ。 Ｏ Ｓ 溶 液 中 阳 极 处 理 时间 ５ １ ｍｉｌ ； 广 武等 采用 的不锈 钢 活化 ～ ０ ｎ７ 李 ＿
电 位 标 准 判 断 不 锈 钢 着 色 中 化 学 活 化 前 处 理 质 量 的研 究
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电位 标 准 判 断 不 锈 钢 着 色 中 化 学 活 化 前 处 理 质 量 的 研 究
Ｒｅ ｅ ｒ ｈ ｏ ｄ ｍｅ ｔｏ ａｉｙｏ ｅ ｃ ｌ ｓ ａ ｃ ｎ Ｊ ｇ ｎ ｆＱｕ ｌ ｆＣｈ ｍｉａ ｕ ｔ
要 包括 碱洗 、 除锈 和 活化 等 。活 化作 为前 处 理 的最 后
一
处 理 时 ， 单 以 时 间 来 判 断不 锈 钢 的活 化 程 度Ｌ 。 都 ５ ］ 例如 谷春 端 等采用 的不 锈 钢 活化 方 式 是 ： 锈 钢 化 学 不
道工 序 ， 如何 对其 进 行 控 制 获 得具 有 重现 性 的活 化
Ａｂ ｔａ ｔ ｓｒ ｃ ：Ｔｈ ｃｉａｉ ｎ ｓａ ｅｏ ｔｉ ｌｓ ｔ ｅ ｓｊ ｄ ｅ ｙ ｔ ｅｐ ｔ ｎ ｉｌ ｉ ｕ ｖ ，ａ ｄ ｔ ｅｅｆｃ ｅａ ｔｖ ｔ ｔ ｔ ｆｓａｎ ｅ ｓｓｅ ｌｗａ ｕ ｇ ｄｂ ｈ ｏ ｅ ｔａ— ｍｅｃ ｒ ｅ ｎ ｈ 试 剂 、 料 与 仪 器 ． 材
ＣＡＯ — ｏｎ ， ｅ － ｉ Ｚｈｉｙ ｇ ＬＩＷ ｎ ｗｅ
（ ｃ ｌｙ ｏ ａ ｅ ｉ ｌ ｃｅ ｃ ｎ ｇ ｎ ｅ ｉ ｇ， ｕ ｅ ｎ ｖ ｒ ｉｙ， １ Ｆａ ｕ ｔ ｆＭ ｔ ｒａ ｓ Ｓ ｉ ｎ ｅ ａ ｄ Ｅｎ ｉ ｅ ｒｎ Ｈ ｂ ｉ Ｕ ｉ ｅ ｓｔ
对其 着色膜 进行 了分 析 ， 出 了根据 活化 过 程 中 电位 提
变化 判 断活化 程度 的新 方 法 ， 究 结 果证 明该 方 法判 研 断活 化程 度具 有可行 性 ， 以保 证活 化状 态 的重 现性 。 可
对 开路 电位 ） 扫描 速 率 为 ｌ ， ｍＶ／ 。Ｅ Ｓ测 试 在 开 路 ｓ Ｉ 电位下 进行 ， 频率 范 围为 １ ０ Ｈｚ ． １ ， ０ ｋ ￣０ ０ Ｈｚ 交流 正 弦 信号 的幅值 为 ５ ｍＶ，