واحدة من السمات الرئيسية لسبائك التيتانيومهو أنه يمكن إعطاء أسطحها مجموعة متنوعة من الألوان من خلال عملية الأنودة.
سبائك التيتانيوم هي مواد سبائكية يتم إنتاجها عن طريق صهر التيتانيوم كمادة أساسية وإضافة عنصر آخر أو أكثر (مثل الألومنيوم والفاناديوم والحديد والموليبدينوم والزركونيوم والقصدير وما إلى ذلك). اللون الموجود على سطح التيتانيوم ليس "مطليًا" بل "منموًا".
يتضمن مبدأ PVD (ترسيب البخار الفيزيائي) تبخير هدف التيتانيوم من خلال تفريغ القوس في بيئة -فراغ عالية. يتم بعد ذلك ترسيب ذرات التيتانيوم على سطح الكوب بدقة نانومترية-. في الوقت نفسه، يتم إدخال غاز النيتروجين أو الهيدروكربون للتفاعل مع ذرات التيتانيوم، مما يشكل طبقة مركبة رقيقة للغاية. سمك هذا الفيلم يحدد اللون. وعندما يبلغ سمك الفيلم 50 نانومتر، فإنه يبدو برونزيًا؛ وعند 80 نانومتر، يتحول إلى اللون الأزرق؛ وعند حوالي 120 نانومتر، يصبح ذهبًا. لا توجد أصباغ كيميائية متضمنة في العملية برمتها؛ ويعتمد اللون كليًا على تأثير تداخل الضوء بين الأسطح العلوية والسفلية للفيلم{10}}وهو مبدأ مطابق للمبدأ الذي يجعل فقاعات الصابون تعرض ألوان قوس قزح.
يمكن للبيئات ذات درجات الحرارة العالية-أيضًا أن تغير لون السطح. عندما يتعرض سطح سبيكة التيتانيوم للهب المباشر أو الخبز بدرجة حرارة عالية-، تؤثر درجة الحرارة بشكل مباشر على تكوين طبقة الأكسيد؛ مع تغير درجة الحرارة تدريجيا، يخضع لون السطح لمرحلة انتقالية تدريجية. بالإضافة إلى ذلك، يمكن تحقيق ألوان جديدة تمامًا من خلال العمليات الخارجية. من خلال تطبيق الطلاء أو الطلاء الكهربائي أو معالجات الطلاء على السطح-باستخدام الطلاءات الملونة المطبقة خارجيًا لتغطية الركيزة مباشرة-يمكن تحقيق مجموعة متنوعة من تأثيرات الألوان، مثل التشطيبات غير اللامعة أو اللامعة.
1. تداخل الأفلام الرقيقة-: الأصل المادي للون
عندما يضرب الضوء فيلم الأكسيد الشفاف هذا، ينعكس جزء من الضوء على السطح العلوي للفيلم، بينما يمر الباقي عبر الفيلم وينعكس عند السطح البيني بين الفيلم وسبائك التيتانيوم.
فرق طول المسار: ينشأ "فرق طول المسار" بين هاتين الحزمتين الضوئيتين المنعكستين؛ يتم تحديد هذا الاختلاف من خلال سمك طبقة الأكسيد والطول الموجي للضوء.
تأثير التداخل: عندما يكون فرق طول المسار مضاعفًا صحيحًا للطول الموجي للون معين من الضوء، يتم تعزيز هذا اللون، مما يتسبب في ظهور طبقة الأكسيد بلون معين؛ وعلى العكس من ذلك، إذا كان اختلاف طول المسار مضاعفًا فرديًا لنصف الطول الموجي للون معين، فإن ضوء ذلك اللون يلغي نفسه.
يختلف اللون باختلاف السُمك: وبالتالي، مع زيادة سمك طبقة الأكسيد تدريجيًا من عدة مئات من الأنجستروم إلى أكثر من عشرة ميكرومترات، تتغير أيضًا الألوان الناتجة عن التداخل، لتشكل طيفًا غنيًا يتراوح من الأصفر والبرتقالي والأزرق والبنفسجي إلى الأخضر.
2. الأكاسيد نفسها: الأساس الكيميائي للون
بالإضافة إلى التداخل الفيزيائي، يساهم التركيب الكيميائي لطبقة الأكسيد نفسها أيضًا في اللون.
أكاسيد ذات حالات تكافؤ مختلفة: توجد أكاسيد التيتانيوم في أشكال مختلفة، مثل TiO₂ الأبيض، و-TiO الأصفر الذهبي، وTi₂O₃ الأزرق.
التلوين المختلط: أثناء عملية الأكسدة ذات درجات الحرارة العالية-، تتعايش هذه الأكاسيد ذات الألوان المختلفة معًا وتؤثر بشكل جماعي على اللون النهائي.
العوامل الرئيسية: كيفية التحكم في اللون؟
في التطبيقات العملية، يمكن "صياغة" اللون بدقة من خلال التحكم في العوامل التالية
سمك طبقة الأكسيد (العامل الأكثر أهمية): هذا هو المتغير الأساسي الذي يحدد اللون. يمكن التحكم فيه بدقة عن طريق ضبط معلمات العملية مثل الجهد ومدة الأكسدة، ودرجة الحرارة ومدة المعالجة الحرارية، وسرعة المسح بالليزر.
طريقة الأكسدة: تنتج طرق الأكسدة المختلفة (مثل الأنودة، والأكسدة الحرارية، والأكسدة بالليزر) هياكل فيلم أكسدة ذات خصائص مميزة، والتي تؤثر أيضًا على اللون.
تكوين السبائك: تحتوي درجات مختلفة من سبائك التيتانيوم على عناصر مثل الألومنيوم والفاناديوم. أثناء عملية الأكسدة، قد تشكل هذه العناصر أكاسيد خاصة بها (مثل Al₂O₃)، والتي يمكن أن يكون لها تأثيرات خفية على اللون النهائي.
بشكل عام، تنتج الألوان النابضة بالحياة لسبائك التيتانيوم المؤكسدة من التأثيرات المجمعة للظاهرة الفيزيائية المتمثلة في "تداخل الأغشية الرقيقة" في طبقة الأكسيد والتأثيرات الكيميائية "للألوان الجوهرية" لمختلف أكاسيد التيتانيوم. ومن بين هذه العوامل، يعتبر سمك طبقة الأكسيد هو العامل الأكثر أهمية للون النهائي.
البريد الإلكتروني-:garychen3215@hotmail.com
العنوان: رقم 35، طريق باوتي، مدينة باوجى، مقاطعة شنشي، الصين
جهة الاتصال: السيد غاري تشين
الهاتف: +86-917-8883215
الجوال/الواتساب: +86 13092900605
