【摘要】：不銹鋼無(wú)鉻電解著色作為一種新的不銹鋼著色技術(shù),由于其裝飾性高,環(huán)保低毒備受人們青睞。但無(wú)鉻電解著色膜的耐蝕性、耐磨性低,難以滿足實(shí)際使用要求。為了提高無(wú)鉻電解著色膜的性能,本文就電解拋光、電解活化、固膜封閉處理等堅(jiān)膜工藝進(jìn)行了系統(tǒng)研究,獲得了與鉬酸鹽無(wú)鉻電解著色體系配套的前后處理的堅(jiān)膜工藝。進(jìn)行的研究和取得的實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下:1.傳統(tǒng)電解拋光體系中由于鉻酐對(duì)環(huán)境和人體的污染及傷害導(dǎo)致其使用范圍受到限制。本文通過(guò)多因素探索實(shí)驗(yàn),運(yùn)用電化學(xué)測(cè)試及掃描電鏡形態(tài)分析等手段,通過(guò)測(cè)量著色膜光澤度、耐蝕性、微觀形貌等性能指標(biāo),研究了磷酸-硫酸體系電解拋光效果,胺類添加劑(UP)的作用。結(jié)果表明:電解拋光能提高著色膜的光澤度、耐蝕性、耐磨性;UP能有效防止不銹鋼在電解拋光過(guò)程中發(fā)生過(guò)腐蝕。2.運(yùn)用電化學(xué)手段分析探討不銹鋼在電解活化液中的活化機(jī)理,并測(cè)量不銹鋼在電解活化液中的陽(yáng)極極化曲線,獲得電解活化的電流范圍。結(jié)果表明:電解活化過(guò)程中生成活化膜,活化膜的生長(zhǎng)分為形核、生長(zhǎng)、成膜三個(gè)生長(zhǎng)階段。不銹鋼在小電流密度(0.067A/dm2)下電解活化效果最好。3.在前述實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,通過(guò)對(duì)無(wú)鉻電解著色膜的表面光澤度、耐蝕時(shí)間等參數(shù)的測(cè)量,對(duì)電解拋光、電解活化的體系分別進(jìn)行了四因素三水平的正交實(shí)驗(yàn)和單因素實(shí)驗(yàn),研究了電解拋光、電解活化對(duì)著色膜的改善作用,并獲得了各自最佳的工藝配方。4.實(shí)驗(yàn)研究了不銹鋼基體表面狀態(tài)對(duì)電解著色膜的性能的影響,通過(guò)電化學(xué)手段測(cè)量著色膜的耐蝕性,結(jié)果表明:不銹鋼亞面和機(jī)械拋光面都經(jīng)過(guò)電解拋光和電解活化后電解著色膜的光澤度、耐蝕性相近,研究獲得的前處理工藝對(duì)基材表面的適應(yīng)性強(qiáng)。5.采用電化學(xué)方法和耐摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)檢測(cè)了5種固膜方法:沸水固膜、硅酸鈉固膜、重鉻酸鉀固膜、鎳封閉劑固膜、及硅溶膠固膜對(duì)電解著色膜的固膜效果。硅溶膠固膜后表面形成一層透明的有機(jī)薄膜覆蓋在著色膜,固膜效果最好,不影響著色膜原本色彩,且硅溶膠工藝較成熟,制備簡(jiǎn)單,環(huán)保低毒。其他四種方法固膜效果較硅溶膠差。6.應(yīng)用SEM和XPS對(duì)無(wú)鉻電解著色膜和含鉻電解著色膜的形貌和物相進(jìn)行了分析。兩者表面均存在裂紋,含鉻電解著色膜裂紋較深,膜層厚度為15~20μm,著色膜含有O、Cr、Fe及少量的Ni,Cr以六價(jià)和三價(jià)形式存在,Fe以二價(jià)和三價(jià)形式存在,其中六價(jià)Cr具有自修復(fù)性,能提高膜的耐蝕性。無(wú)鉻電解著色膜厚度2~3μm,著色膜主要含有O、Mo及少量的Fe,其中Mo以六價(jià)形式存在,但膜層的裂紋較淺較少且更致密,因此通過(guò)前處理、后處理固膜工藝可以使兩者著色膜的耐蝕性、耐磨性差異減小。
【圖文】：

南昌航空大學(xué)碩士學(xué)位論文 緒論板采用形狀不同的金黃色不銹鋼裝飾，總共消耗采用 450 噸彩色不銹鋼。位于美國(guó)休斯頓是的 21 層高樓，其外墻壁和窗框都采用彩色不銹鋼，當(dāng)陽(yáng)光照射到不銹鋼表面，高樓幻變?yōu)椴屎缇吧巳�。由于不銹鋼耐蝕性好，適用于惡劣的海洋環(huán)境，英國(guó)的國(guó)家美術(shù)館，其螺旋形樓梯材料為青銅色的不銹鋼。英國(guó)采用綠色不銹鋼作為德比郡太陽(yáng)金字塔的外飾材料，讓整個(gè)塔在白天光彩奪目。（2）應(yīng)用在印刷圖案、裝飾品和藝術(shù)品方面由于不銹鋼經(jīng)過(guò)不同的處理（例如采用對(duì)不銹鋼基體反復(fù)光亮拋光，緞面精飾處理，先局部拋光再著色或沖壓成型等）能得到不同的效果。如果再結(jié)合掩蔽網(wǎng)點(diǎn)印刷、刻蝕和研磨技術(shù)可創(chuàng)造出具有很高藝術(shù)價(jià)值的作品。例如日本用彩色不銹鋼去仿制許多著名作家的藝術(shù)作品，又如美國(guó)的華盛頓新國(guó)際航空和宇宙博物館用彩色不銹鋼創(chuàng)作了一副 30 米高的雕刻藝術(shù)品。（3）家用器具彩色不銹鋼色彩鮮艷、光彩奪目，也廣泛用于家具器具，尤其作為輕工業(yè)產(chǎn)品制造的材料，例如自行車、汽車、家用電器的鑲嵌板、廚房餐具、柜臺(tái)和盤(pán)子

南昌航空大學(xué)碩士學(xué)位論文 不銹鋼無(wú)鉻電解著色堅(jiān)膜工藝的機(jī)理研究面的鈍化程度有差異，因此不銹鋼表面凸起部位的電流密度較凹陷部位要大。因此凸起部位的溶解速度相對(duì)較快，致使不銹鋼表面被整平。3.2.2 不銹鋼電解拋光對(duì)電解著色膜影響分析（1）無(wú)鉻電解著色膜光澤度、耐蝕性、耐磨性分析不銹鋼經(jīng)除油后，分別進(jìn)行電解拋光、電解活化、無(wú)鉻電解著色和直接電解活化、無(wú)鉻電解著色，所測(cè)光澤度結(jié)果如圖 3-1（a）。不銹鋼經(jīng)電解拋光后電解著色膜光澤度明顯比未經(jīng)電解拋光后電解著色膜光澤度要好。初始的不銹鋼基材表面為亞面，表面不平整，在顯微鏡下面呈現(xiàn)了溝壑狀，凹凸不平；因而不銹鋼表面生長(zhǎng)的著色膜其表面不平整，，光澤度低；不銹鋼試樣經(jīng)電解拋光時(shí)，由于不銹鋼表面凹凸不平而導(dǎo)致電力線分布不均勻，表面凸出的部位電力線密集，電化學(xué)活性高，溶解速度快；表面凹陷的部位電力線稀疏，電化學(xué)活性低，溶解速度慢。
【學(xué)位授予單位】：南昌航空大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG177

【參考文獻(xiàn)】

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1 崔升;沈曉冬;林本蘭;徐娜;;納米Fe_3O_4表面聚合接枝的XPS分析[J];傳感技術(shù)學(xué)報(bào);2006年05期

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1 程作慧;不銹鋼化學(xué)著色的新工藝[D];太原理工大學(xué);2007年

本文編號(hào)：2533284