不锈钢着色膜的组织结构分析

 初形成的氧化膜从透射电子显微照片可见到具有密度约为1011根／c㎡、直径为10~20nm(1nm=10^-9cm)的大量微孔，这就是初生的氧化膜的耐磨性、耐蚀性和耐污性均不好的原因。

 着色膜经50%H₂O+50%C₂H₅OH+100g/L H₂SO₄溶液的阳极溶解法退除氧化膜，退除液用原子吸收光谱进行分析，测得膜成分质量百分含量为铬19.6%、铁11.7%、镍2.1%.这三种元素的质量占膜总质量的1/3,所以估计表面是含有较多结晶水的氧化物。再从次红外线光谱分析及电子衍射结构分析发现，其化学组成可表示为：（CrFe)₂O₃·(FeNi)O·xH₂O。

 电子探针显微分析未退除膜的质量百分组成为铬21.3%、铁11.5%、镍6.3%,这与原子吸收光谱分析退除膜的结果大致相符合。

 X射线衍射分析退除膜，没有发现任何确定的衍射峰值，这意味着结晶尺寸很小。在着色初期形成的膜，退除后用透射电子显微镜拍摄的图指出，几乎是无定形结构，从这个膜得到电子衍射图加以放大，发现膜具有尖品石的立方体结构，结晶尺寸为5nm。

 远红外光谱分析退除膜表明，在3370cm^-1和1640cm^-1有两个强的吸收带，这些可能是与晶格或配位水分子有关的γ(O-H)和δ(H-0-H)的振动。进一步的实验表明，在这个区域内，Cr₂O₃和Cr₂O₃·xH₂O具有强烈的吸收。

1981年，R.C.富纳克斯等人用超显微镜和透射电镜研究了彩色膜的结构，发现膜的组织是由6~14nm的晶体组成的。

综合所有实验的结果，可以认为，这个膜是具有水化物的尖晶石结构，铬含量较不锈钢中的铬含量高，其化学组成可表示为如上所述。