不锈钢着色膜生成原理分析

1973年，伊文斯等人提出不锈钢着色膜生成原理，当不锈钢浸入铬酸和硫酸组成的着色液，在不锈钢表面上发生电化学反应，见图8-3,不锈钢金属（M)铬、镍、铁等在阳极区放出电子变成金属离子（M2+)。

阳极区：  M→M²⁺+2e  （8-1)     （M代表Cr、Ni、Fe)

在阴极区含六价铬的铬酸接收电子变成三价铬（Cr³⁺),反应式如下：

阴极区： HCrO^-₄+7H⁺+3e → Cr³⁺+4H₂O （8-2)

当不锈钢在溶液中浸渍一段时间后，在金属／溶液界面上金属离子（M²⁺)和Cr³⁺的浓度达到临界值，并超过了富铬的尖晶石氧化物的溶解度，由于水解反应而形成氧化膜，反应式如下：

pM²⁺+qCr³⁺+rH₂O → M_pCr_gO_q+2rH⁺（8-3)

其中  2p+3q=2r （8-4)

 当氧化膜一旦生成，阳极反应和阴极反应立即分离，如图8-3所示，此时，阳极反应仍在氧化膜的孔底部即不锈钢表面进行，阴极反应在膜的表面进行。阳极反应产物M2+通过微孔向外扩散，在孔口和孔底之间存在扩散电位差Δφ,随着膜的加厚，Δφ增大。膜厚不同就产生不同的干涉色，这就是控制电位差可着彩色的基本原理。