Kako anodizirati titan?

Jeste li se ikada zapitali kako se postiže taj elegantan, izdržljiv završni sloj na vašim alatima ili nakitu od titana? Sve je to zahvaljujući fascinantnom elektrokemijskom procesu zvanom anodizacija. Anodiziranje titana povećava njegovu otpornost na koroziju, povećava površinsku tvrdoću i omogućuje bojanje bez boja. Uronimo u korake i detalje koji ovu tehnologiju oživljavaju.

Anodiziranje titana uključuje niz kontroliranih koraka kako bi se osigurala najbolja završna obrada i trajnost. Proces ne samo da poboljšava estetiku i otpornost materijala na habanje, već i poboljšava njegovu ukupnu funkcionalnost.**

Održavanje interesa za eloksiranje titana ključno je, osobito ako gledate u DIY projekte ili industrijske primjene.

 

Koja vam je oprema potrebna?

Prije nego započnete s postupkom anodizacije, ključno je prikupiti odgovarajuću opremu. Trebat će vam napajanje koje može isporučiti promjenjivi napon, obično između 0 i 120 volti. Trebat će vam i otopina elektrolita, koja se obično sastoji od razrijeđene sumporne kiseline. Postavljanje bi trebalo uključivati ​​spremnik za otopinu, titansku žicu za katodu i, naravno, komad titana koji želite anodizirati.

 

Korak po korak postupak eloksiranja?

Trenutačno se eloksiranje titana i titanovih legura uglavnom provodi u kiseloj otopini. Otopina anodne oksidacije i uvjeti procesa su različiti, boja, debljina i učinak dobivenog oksidnog filma su različiti.

Glavne metode su anodna oksidacija oksalne kiseline, pulsna anodna oksidacija, anodna oksidacija debelog filma, anodna oksidacija u boji, kada film anodne oksidacije od titana i legure titana ne može zadovoljiti zahtjeve, ali također uključuje film anodne oksidacije od titana i legure titana. povlačenje. Slijedi uvod u eloksiranje u boji.

Boja površine titana nije korisna samo u proizvodnji, već ima i određenu umjetničku vrijednost. U odgovarajućim uvjetima rasplinjavanja anode, površina titana koju stvara prozirni oksidni film lako se oblikuje interferencijska boja će proizvesti bogatu umjetničku vrijednost boje, ovo umjetničko sredstvo u metalnim zanatima, tekstilu, fotografiji, skulpturi i arhitekturi ima potencijalnu primjenu.

Kada struja prolazi kroz titansku anodu suspendiranu u elektrolitu, kisik koji se stvara na titanijskoj anodi reagira s titanijem stvarajući oksidni film, čija se debljina povećava s naponom, au isto vrijeme, začepljenje oksida filma na povećanje struje. Određeni napon odgovara određenoj debljini oksidnog filma, a boja oksidnog filma mijenja se s debljinom oksidnog filma.

Anodni postupak bojanja i galvanizacija sličan je elektrolitu, bez posebnih zahtjeva. 10% sumporna kiselina, 5% amonijev sulfat, 5% magnezijev sulfat, 1% trinatrijev fosfat i druge razne vodene otopine, pa čak i bijelo vino kada je hitna potreba može se primijeniti na vodenu otopinu. Općenito, 3%-5% po težini trinatrijevog fosfata može se koristiti kao destilirana vodena otopina. Ioni klora ne smiju biti sadržani u elektrolitu u procesu bojenja za dobivanje visokonaponskih boja. Elektrolit treba staviti na hladno mjesto jer visoka temperatura može uzrokovati kvarenje elektrolita i rezultirati poroznim oksidnim filmom.

U anodnom bojanju, površina korištene katode trebala bi biti jednaka ili veća od površine anode. Ograničenje struje vrlo je važno kod anodnog bojanja, jer umjetnik često zavari izlaznu struju katode izravno na metalnu kopču kista, kada je područje bojanja vrlo malo. Kako bi se brzina anodne reakcije i veličina elektrode i područje bojanja podudarali, a ne zbog prekomjerne struje uzrokovane pucanjem oksidnog filma i galvanske korozije, potrebno je ograničiti veličinu struje.

Odnos između napona i boje filma θ=25 stupanj ,t=10min
U/V	10	15	20	25	30	35	40	45	50	55
Elektrolit 1	Smeđa	Ljubičasta	plavo ljubičasta	plava	svijetlo plava	plavo zeleno	svijetlo zelena	žuto-zelena	žuta boja	smeđa
Elektrolit 2	Smeđa	Ljubičasta	plavo ljubičasta	plava	svijetlo plava	plavo zeleno	svijetlo zelena	žuto-zelena	žuta boja	smeđa

 

Kako funkcionira znanost?

Anodna oksidacija je vrsta elektrokemijske metode za proizvodnju sloja oksidnog filma na metalu ili leguri, nakon konfiguriranja otopine za nanošenje unaprijed i postavljanja uzorka u nju, anodna oksidacija se događa na površini uzorka postavljanjem napona ili struje za proizvodnju oksidnog filma, a za titan i njegove legure, ovu vrstu metala, može se prilagoditi za podešavanje koncentracije elektrolita, veličine napona i struje i vremena reakcije, kako bi se dobio skup kontroliranih duljina i promjera cijevi u TiO 2 nanocjevčicama, čime se ostvaruje nanodimenzioniranje površine uzorka, te cijevi rastu iz površine baze uzorka i tijesno se spajaju s bazom, eksperimentalni princip TiO 2 nanocijevi pripremljenih na površini titana i titana legura pomoću anodne oksidacije sažeta je u dvije glavne važne reakcije:

Ti + 2H 2O=TiO 2 + 4H + + 4e (proces zapravo uključuje 2H 2O → O 2 + 4e + 4H + Ti + O 2 → TiO 2)

TiO 2 + 6F - + 4H +=[TiF 6] 2- + 2H 2O

Promatrajući reakcijsku formulu, može se vidjeti da postoje dva glavna reakcijska procesa: jedan je proces stvaranja TiO 2, a drugi je proces otapanja TiO 2. Nastajanje TiO 2 odvija se u elektrokemijskom okruženju, dok je proces otapanja TiO 2 kemijska reakcija, a nanocijevi se konačno proizvode kruženjem ovih dviju reakcija. Struja također igra ključnu ulogu u reakciji anodne oksidacije, a stvaranje TiO 2 nanocijevi može se podijeliti u tri faze ako se podijeli prema struji i vremenu, kao što je prikazano na krivulji gustoća struje tijekom anodne oksidacije na slici 1. .

Slika 1 Krivulja gustoća struje-vrijeme tijekom procesa anodne oksidacije

U prvoj fazi, stvaranje sloja TiO oksida, reakcija je upravo započela, otpor je mali i stvara veliku struju, TiO površinski generiran TiO film, ovaj film nazivamo barijernim slojem; druga faza, generirana prvom fazom sloja barijere TiO filma počela se otapati, kada sloj barijere generira određenu debljinu, struja u krugu se polako vraća na glatku, a to je kada se film TiO filma lokalizira otapanje i izrada mnogo malih rupa; treća faza, stvaranje TiO nanocijevi, formirana drugom fazom mikroporoze uzrokovane površinskim potencijalom uzorka je visok i nizak, električno polje je više okupljeno u rupi niske konkavne, tako da oksidacija ovo područje se ubrzava reakcijom oksidacije koju stvara Ti 4 zajedno s reakcijom kontinuiranog kretanja oksidnog sloja, što rezultira otapanjem oksidativnog sloja oksidnog sloja, a vrh oksidnog sloja nanopora otapa se sporo brzina, dno rupe zbog potencijala uzrokovanog oksidativnim slojem oksidnog sloja se otapa. Otapanje oksidnog sloja na vrhu nanopore je sporo, a otapanje oksidnog sloja na dnu pore uzrokuje električnim potencijalom je brz, tako da se izvorno stvorene male mikropore nastavljaju otapati i širiti te postupno stvarati nanocijevi.

 

Možete li prilagoditi boju?

Jedan od najprivlačnijih aspekata eloksiranja titana je mogućnost stvaranja živih boja bez bojila ili boja. Boja je rezultat interferencije svjetlosnih valova koji se odbijaju od površine oksidnog sloja i metala ispod. Podešavanjem napona koji se primjenjuje tijekom procesa anodizacije, možete kontrolirati debljinu oksidnog sloja, mijenjajući tako proizvedenu boju.

 

Rješavanje uobičajenih problema

Uobičajeni problemi kod eloksiranja uključuju neravnomjernu boju i slabe slojeve oksida. Ovi problemi često nastaju zbog nepravilne pripreme površine, kontaminacije elektrolita ili nedosljednosti u električnoj struji. Održavanje čistog radnog okruženja i stabilnog napajanja može pomoći u smanjenju ovih problema.

 

Zaključak

Anodizacija titana značajno povećava izdržljivost i estetsku privlačnost metala, čineći ga neprocjenjivim postupkom za industrijsku i osobnu primjenu. S odgovarajućom tehnikom i opremom, postizanje robusnog i živopisnog završetka je jednostavno. Za više uvida obratite mi se na euros.yang@xuboti.com.