不銹鋼著黑色膜層的性能與結(jié)構(gòu)主要有以下三點(diǎn)：

一、由配方4(見表7-7)獲得的膜層性能

1. 外觀性能

   用目測(cè)法在自然光下觀察，發(fā)黑膜膜層均勻、致密、黑度深、有一定的光澤。

2. 結(jié)合力

  按GB 1720-79(88),涂層結(jié)合力測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)涂層結(jié)合力測(cè)試儀測(cè)試達(dá)一級(jí)。

3. 耐磨性

  用橡皮垂直施力，水平單方向重復(fù)擦拭，用力擦拭300次不褪色。

4. 耐腐蝕性

  發(fā)黑試片拋光后直接進(jìn)鹽霧試驗(yàn)箱，進(jìn)行中性鹽霧（35℃,氯化鈉5%)耐腐蝕實(shí)驗(yàn)，6小時(shí)色澤無明顯變化，8小時(shí)部分表面光亮度下降。用聚苯乙烯涂覆后的試片鹽霧實(shí)驗(yàn)24h內(nèi)不褪色。

二、由配方2(見表7-7)獲得的1Cr17不銹鋼電解著色膜的電化學(xué)性能

  實(shí)驗(yàn)介質(zhì)分別采用1mol/L硫酸、0.05mol/L硫氰酸鉀＋0.05mol/L硫酸和3.5mol/L氫氧化鈉溶液。實(shí)驗(yàn)裝置采用恒電位儀，參比電極為飽和甘汞電極，輔助電極為鉑電極。試樣置入介質(zhì)后，待自然電位穩(wěn)定之后，從該電位起以50mV/min的掃描速率進(jìn)行陽極極化。

  不銹鋼電解著色膜的自然電位隨時(shí)間的變化曲線示于圖7-4。為了比較，圖中也給出了未經(jīng)著色處理的1Cr17不銹鋼的自然電位。由圖7-4(a)可知，在氧化性的1mol/L硫酸介質(zhì)中，經(jīng)著色試樣的自然電位正于基體材料。浸泡5h后，前者的穩(wěn)定自然電位比后者高達(dá)900mV.在還原性的0.05mol/L硫氰酸鉀＋0.05mol/L硫酸［見圖7-4(b)]和堿性的3.5mol/L氫氧化鈉［見圖7-4(c)]溶液中，著色試樣的自然電位分別比基體正900mV和560mV。這說明，不銹鋼經(jīng)電解著色后，無論是在氧化性和還原性酸中，還是在堿性介質(zhì)中，自然電位均呈升高趨勢(shì)，顯著地改善膜層的電化學(xué)穩(wěn)定性能。

  圖7-5示出1Cr17不銹鋼電解著色膜在3種介質(zhì)溶液中的陽極極化曲線。由圖7-5可知，雖然電解著色膜在陽極極化曲線上呈活性溶解趨勢(shì)，但其陽極極化電位遠(yuǎn)正于基體。由此可見，電解著色膜的形成，使陽極極化到高位區(qū)時(shí)，才處于活性溶解狀態(tài)。

  電解著色不銹鋼的電化學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，表面形成鉻的復(fù)合氧化膜，增強(qiáng)了鈍性，使得自然電位和陽極極化電位正移，顯著改善了膜層的電化學(xué)穩(wěn)定性能。

三、由配方2(見表7-7)獲得的1Cr17不銹鋼電解著色膜的俄歇子能譜結(jié)構(gòu)分析

由配方2獲得的電解著色膜的俄歇電子能譜分析結(jié)果見圖7-6。

 由圖7-6可知，表面膜主要由鐵的氧化物和鉻的氧化物構(gòu)成，另外發(fā)現(xiàn)還有錳元素參與成膜。

 不銹鋼的電解著色是通過電解反應(yīng)而制得的。在酸性電解水溶液中，著色不銹鋼為陽極，不銹鋼表面所含鉻、鐵、鎳或錳發(fā)生溶解，變成相應(yīng)的金屬離子，在不銹鋼和溶液接觸的界面上，因水解作用而形成鉻與錳的復(fù)合氧化物，從而得到黑色氧化膜。由此可知，由于電解著色后，表面形成鉻的復(fù)合氧化膜，增強(qiáng)了鈍性，使膜層的自然電位和陽極極化電位正移，提高了膜層的電化學(xué)穩(wěn)定性能。這由圖7-6的俄歇電子能譜分析得到證實(shí)。