Hvordan kan titan anodiseres?

Har du nogensinde undret dig over, hvordan dine titaniumsmykker eller -gadgets får deres glatte, langtidsholdbare finish? Det hele er muligt på grund af den spændende elektrokemiske proces kendt som anodisering. Titanium kan gøres mere modstandsdygtigt over for korrosion, have en hårdere overflade og farves uden brug af farvestoffer ved at anodisere det. Lad os undersøge de procedurer og detaljer, der får denne teknologi til at fungere.

Titanium er anodiseret ved hjælp af en sekvens af nøje overvågede processer for at garantere den højeste kvalitet og lang levetid. Fremgangsmåden forbedrer materialets generelle ydeevne samt dets udseende og slidstyrke.

Det er vigtigt at holde din interesse for anodisering af titanium i live, især uanset om du overvejer gør-det-selv-projekter eller kommerciel brug.

Det er vigtigt at samle alle de nødvendige værktøjer, før du starter anodiseringsprocessen. Der kræves en strømforsyning, der kan levere en variabel spænding - typisk mellem 0 og 120 volt. En elektrolytopløsning, som normalt er lavet af fortyndet svovlsyre, er også påkrævet. En beholder til opløsningen, titantråd til katoden og det titaniumobjekt, du vil anodisere, bør alle være en del af opsætningen.

Anodisering af titanium og titanlegeringer foregår i øjeblikket for det meste i en sur opløsning. Procesparametrene og anodisk oxidationsopløsning varierer, ligesom farven, tykkelsen og egenskaberne af det oxidlag, der produceres, varierer.

Når den anodiske oxidationsfilm af titanium og titaniumlegering ikke kan opfylde kravene, er hovedteknikkerne anodisk oxidation af oxalsyre, pulsanodisk oxidation, anodisk oxidation af tykfilm og anodisk farveoxidation. Derudover er den anodiske oxidationsfilm af titanium og titanlegering af tilbagetrækningen involveret. En introduktion til farveanodisering findes her.

Den ilt, der produceres på titaniumanoden, reagerer med titaniumet og danner en oxidfilm, som fortykkes med spænding og øger oxidfilmens modstand mod strømmen, når strømmen løber gennem titaniumanoden suspenderet i elektrolytten. En specifik spænding er korreleret med en bestemt oxidfilmtykkelse, og oxidfilmens farve varierer, efterhånden som den bliver tykkere.

I lighed med elektrolytten kræver anodisk farvning og galvanisering ingen særlige forhold. En bred vifte af vandige opløsninger, herunder 10% svovlsyre, 5% ammoniumsulfat, 5% magnesiumsulfat, 1% trinatriumphosphat, og i en nødsituation hvidvin, kan tilsættes til den vandige opløsning. Generelt kan der anvendes en destilleret vandig opløsning indeholdende 3 %-5 vægtprocent trinatriumphosphat. For at opnå højspændingsfarver under farvningsprocessen, bør der ikke være klorioner til stede i elektrolytten. Da høje temperaturer kan forringe elektrolytten og resultere i en porøs oxidfilm, bør elektrolytten opbevares i et køligt miljø.

Når du bruger anodisk farvning, skal katodens areal matche eller overstige anodens areal. Fordi kunstneren ofte svejser katodestrømmen direkte til børstens metalklemme, når farveområdet er meget lille, er strømbegrænsning afgørende ved anodisk farvning. Begrænsning af strømstørrelsen er vigtig for at sikre, at den anodiske reaktionshastighed, elektrodestørrelse og farveområde matcher, i stedet for at blive produceret af overdreven strøm induceret af oxidfilmbrud og galvanisk korrosion.

Anodisk oxidation er en type elektrokemisk proces, der skaber en oxidfilm på et metal eller en legering. Når pletteringsopløsningen er blevet sat op, og prøven er blevet placeret i den, finder anodisk oxidation sted på prøvens overflade ved at justere spændingen eller strømmen for at skabe oxidfilmen. For titanium og dets legeringer kan denne type metal justeres for at kontrollere elektrolytkoncentrationen, spændingen og strømstørrelsen og reaktionstiden for at skabe et sæt kontrollerbare længder og diametre af rør i TiO 2 nanorørene, hvilket resulterer i prøvens overflade nanosizing. Disse rør vokser fra prøvebasen og kombinerer tæt med basen, det eksperimentelle princip for TiO 2 nanorør fremstillet på overfladen af ​​titanium og titanlegeringer ved hjælp af anodisk oxidation er opsummeret i to vigtige vigtige reaktioner:

Ti + 2H 2O=TiO 2 + 4H + + 4e (processen inkluderer faktisk 2H 2O → O 2 + 4e + 4H + Ti + O 2 → TiO 2)

TiO 2 + 6F {{1}H +=[TiF 6] 2- + 2H 2O

Det er tydeligt ved at se på reaktionsformlen, at der er to primære reaktionsprocesser: dannelsesprocessen af ​​TiO 2 og opløsningsprocessen af ​​TiO 2. Processen med at opløse TiO 2 er en kemisk reaktion, hvorimod dannelsen af ​​TiO 2 sker i et elektrokemisk miljø. Cyklussen af ​​disse to begivenheder resulterer i sidste ende i produktionen af ​​nanorør. Dannelsen af ​​TiO 2 nanorør kan opdeles i tre trin baseret på strøm og tid, som det ses af strømtætheden-tid kurven under anodisk oxidation i fig. 1. Strømmen er også vigtig i den anodiske oxidationsreaktion.

Fig. 1 Kurve for strømtæthed-tid under anodisk oxidationsproces

I det første trin dannes TiO-oxidlaget; reaktionen er lige begyndt, modstanden er lille, og der genereres en stor strøm; denne TiO-film genereres af TiO-filmbarrierelaget; i det andet trin begynder barrierelaget genereret af det første trin af TiO-filmen at opløses; ved en vis tykkelse genoprettes strømmen i kredsløbet gradvist til en jævn tilstand, hvilket indikerer den lokaliserede opløsning af TiO-filmen og produktionen af ​​adskillige små huller; i tredje trin dannes TiO nanorørene, dannet af det andet trin af det mikroporøse forårsaget af at prøvens overfladepotentiale er både højt og lavt, det elektriske felt er mere koncentreret i hullet i den lave konkave, således at oxidationen af dette område accelereres af oxidationsreaktionen genereret af Ti 4 sammen med reaktionen af ​​den kontinuerlige bevægelse af oxidlaget, hvilket resulterer i at det oxidative lag af oxidlaget opløses, og toppen af ​​nanopore-oxidlaget opløses langsomt hastighed, bunden af ​​hullet af potentialet forårsaget af det oxidative lag af oxidlaget er opløst. Opløsningen af ​​oxidlaget i toppen af ​​nanoporen er langsom, og opløsningen af ​​oxidlaget i bunden af ​​poren forårsaget ved det elektriske potentiale er hurtigt, så de små mikroporer, der oprindeligt blev genereret, fortsætter med at opløses og udvide sig og gradvist producere nanorør.

Anodisering af titanium har mange fordele, hvoraf en er evnen til at producere levende farver uden behov for maling eller farvestoffer. Interferensen af ​​lysbølger, der preller af oxidlagets overflade og metallet nedenfor, forårsager nuancen. Du kan variere den producerede farve ved at kontrollere tykkelsen af ​​oxidlaget ved at variere den spænding, der leveres under anodiseringsprocessen.

Svage oxidlag og ujævn farve er almindelige anodiseringsproblemer. Disse problemer skyldes ofte utilstrækkelig overfladeforberedelse, elektrolytkontamination eller uregelmæssig elektrisk strøm. At holde arbejdsområdet ryddeligt og strømforsyningen stabil kan hjælpe med at reducere disse problemer.

Titaniumanodisering er en afgørende procedure til både kommerciel og privat brug, da det i høj grad forbedrer metallets modstandsdygtighed og visuelle tiltrækningskraft. Det er nemt at få en stærk og levende finish med de rigtige værktøjer og teknik. Kontakt mig venligst på euros.yang@xuboti.com for at få flere oplysninger.

Se mere