Спасибо вам за ваш
Внимание На Yesheng !
Важные роли анодированных титановых сплавов
Анодированный металлический титанНе только улучшает характеристики материала, но и придает ему разнообразие цветов. Эти цвета имеют широкое применение для украшения, идентификации и дифференциации различных материалов и компонентов. Итак, что такое анодирование титана, каков принцип его окраски, каков процесс и какие вопросы требуют внимания? Давайте рассмотрим эти вопросы сегодня.
I. Принцип окраски анодирования титана-разная толщина оксидных слоев
Под воздействием внешнего электрического поля титан и титановые сплавы проходят анодирование, образуя на поверхности плотный оксидный слой толщиной от нескольких нанометров до нескольких сотен нанометров. Этот оксидный слой в основном состоит из аморфного TiO2. Поскольку это прозрачная тонкая пленка, она обладает сильными отражающими и преломляющими свойствами. Существует два основных объяснения принципа окраски слоя оксида титанового сплава:
Механизм поглощения света:Электроны поглощают световую энергию и претерпевают переходы.
Механизм взаимодействия тонк-фильма:Совокупный эффект интерференции, усиливающей и уменьшающей светлые цвета, что широко признано.
Исследования показывают, что различные толщины оксидного слоя приводят к различным параметрам отражения, преломления и светового потока, тем самым усиливая или ослабляя различные световые полосы и создавая различные интерференционные цвета на поверхности титана и титановых сплавов. По мере утолщения оксидного слоя последовательность цветов поверхности: желтый-фиолетовый-синий-голубой-серебристый-желтый-розовый-фиолетовый-кобальтовый синий-зеленый-желтый/зеленый-розовый-зеленый.
II. Почему анодировать титан и его сплавы-не только для красоты
Титан и титановые сплавы обладают превосходными свойствами, такими как высокая термостойкость, высокая прочность, низкая плотность и низкая теплопроводность, что делает их широко используемыми в аэрокосмической, судостроительной, нефтехимической, биомедицинской и архитектурной областях. Однако у них также есть недостатки, такие как плохая биоактивность, низкая твердость, плохая износостойкость и одноцветность, ограничивающие их дальнейшее применение.
Анодирование является распространенным методом модификации поверхности титана и его сплавов, используя титан в качестве анода и алюминий или нержавеющую сталь в качестве катода. В результате электролиза на поверхности титановой заготовки образуется слой оксидной пленки с хорошими изоляционными, износостойкими и коррозионно-стойкими свойствами. Эта оксидная пленка не только защищает заготовку, но и обеспечивает декоративный аспект. Кроме того, пористая природа пленки может быть использована для создания функциональных слоев с такими свойствами, как магнетизм, смазывающая способность и электролюминесценция. По сравнению с другими методами окраски поверхности, такими как гальваника, химическое покрытие, PVD-покрытие, электролитическая окраска, распыление, высокотемпературное окисление и микродуговое окисление, анодирование простое, экономичное и дает плотную однородную пленку, что делает его пригодным для промышленного применения.
III. Процесс анодирования и окраски титана и его сплавов
Обезжиривание:Используйте сильное щелочное обезжиривающее средство для удаления остатков прокатного масла с поверхности титана и его сплавов. Этот шаг имеет решающее значение, поскольку масляные пятна могут повлиять на последующие этапы кислотной стирки и анодирования, что может привести к неравномерному окрашиванию.
Начальная кисловочная стирка:После обезжиривания выполните начальную кислотную промывку, используя 5% гидрофл.Раствор оровой кислоты помогает сформировать уникальный рисунок кожи груши на поверхности.
Вторичная кисловочная стирка:Чтобы удалить порошкообразную грязь, образовавшуюся при первоначальной кислотной промывке, проводят вторичную кислотную промывку с использованием смешанного раствора плавиковой кислоты и перекиси водорода с образованием стабильных комплексов с ионами титана, очищая таким образом поверхность.
Анодирование:Поместите предварительно обработанный титан и его пластины из сплава в качестве анода, алюминиевые пластины в качестве катода, в 1% раствор электролита фосфорной кислоты для обработки постоянным напряжением. По мере увеличения напряжения оксидный слой на поверхности титана утолщается, представляя различные изменения цвета.
Уплотнение:Для повышения коррозионной стойкости, устойчивости к загрязнению и износостойкости анодированной пленки необходима герметизирующая обработка. Общие методы уплотнения включают герметизацию горячей водой, герметизацию паром и растворы, содержащие неорганические соли и органические вещества.
Сушка:После герметизации протрите поверхность заготовки чистой тканью, чтобы удалить влагу и дать ей высохнуть на воздухе естественным путем.
IV. Текущие проблемы с анодированием титана и решения
Неравномерная окраска:В реальном производстве слой оксидной пленки склонен к неравномерной окраске, где одна и та же область на поверхности заготовки показывает разные цвета. Эта проблема может быть эффективно решена путем управления морфологией поверхности, размером зерна и ориентацией текстуры подложки для обеспечения однородных и плотных свойств поверхности.
Гидрофильность оксидной пленки:Слой анодированной пленки, как правило, гидрофильный, легко загрязняется масляными и водяными пятнами. Для решения этой проблемы слой стеариновой кислоты может быть нанесен на поверхность после анодирования для уменьшения поверхностной энергии пленки, что приводит к супергидрофобной оксидной пленке.
Один цвет чистого титана и бинарных титановых сплавов:Чистый титан и бинарные титановые сплавы с несколькими легирующими элементами демонстрируют одиночные цвета с низкой насыщенностью цвета, ограничивая их применение в гражданской отделке. Это можно решить путем добавления легирующих элементов к электролиту или покрытия других легирующих элементов на поверхности.
V. Перспективы будущего развития
Технология анодирования и окраски титана и его сплавов имеет широкие перспективы применения. Во-первых, процесс прост и экономен, подходит для крупномасштабного промышленного производства. Во-вторых, цветная поверхность анодированного титана и его сплавов богата и декоративна, отвечает эстетическим требованиям в различных областях. Кроме того, анодированная пленка обладает хорошей коррозионной стойкостью, устойчивостью к загрязнению и износостойкостью, что повышает долговечность и стабильность титана и его сплавов.
ВПромышленный сектор, Технология анодирования и окраски может применяться в аэрокосмической, медицинской технике и архитектурном оформлении. Например, в воздушно-космическом пространстве, его можно использовать для того чтобы изготовить части воздушных судн и компоненты двигателя; в медицинских устройствах, его можно использовать для хирургических инструментов и импланц; в архитектурноакустическом украшении, его можно использовать для поверхностного покрытия дверей, окон, ненесущих стен, и других строительных материалов.