التيتانيوم وسبائك التيتانيومتشكل بشكل طبيعي طبقة تخميل TiO2 كثيفة يبلغ سمكها حوالي 2-10 نانومتر عند تعرضها للهواء، وهو مصدر مقاومتها الممتازة للتآكل. الأنودة هي عملية كهروكيميائية يتم فيها تطبيق **مجال كهربائي خارجي** لتسريع نمو طبقة الأكسيد والتحكم فيه بشكل مصطنع في محلول إلكتروليت، حيث تعمل قطعة عمل التيتانيوم كقطب موجب وموصل خامل (الفولاذ المقاوم للصدأ أو الجرافيت) يعمل ككاثود.
يتناسب سمك طبقة الأكسيد تقريبًا مع الجهد المطبق. الصيغة التجريبية: سمك الفيلم d (نانومتر) ≈ 1.6 × الجهد V (أنظمة حمض الكبريتيك/حمض الفوسفوريك التقليدية)
ينتج اللون عن تأثيرات التداخل البصري للأغشية الرقيقة-أفلام TiO₂ ذات السماكات المختلفة التي تنتج تداخلًا بناء أو هدامًا مع الضوء المرئي بأطوال موجية مختلفة، وبالتالي عرض طيف ألوان كامل يتراوح من البرونزي والأرجواني والأزرق والأخضر إلى الأصفر. هذا ليس تلوينًا يعتمد على الصبغة- ولكنه لون هيكلي، وبالتالي فهو لا يبهت أبدًا (ما لم تكن طبقة الفيلم تالفة فعليًا).
التخليل والتنشيط (الخطوة الرئيسية)
يجب إزالة فيلم التخميل الطبيعي الموجود على سطح التيتانيوم؛ خلاف ذلك، سوف ينمو فيلم الأكسيد بشكل غير متساو ويؤدي إلى تلوين مرقش.
HF + HNO₃ حمض مختلط|HF 2–5% + HNO₃ 15–30% (من حيث الحجم)|درجة حرارة الغرفة|30-60 ثانية|الأكثر استخدامًا؛ يزيل الفيلم بسرعة. يتطلب التهوية وإجراءات الحماية
معلمات الأنودة القياسية
| حدود | النطاق الموصى به | نقاط التحكم الرئيسية |
|---|---|---|
| الجهد االكهربى | 10-120 فولت تيار مستمر (يتم ضبطه وفقًا للون المستهدف) | يحدد الجهد اللون وهو متغير التحكم الأساسي؛ يلزم وضع الجهد الثابت-. |
| الكثافة الحالية | 0.5-2 أمبير/دسم² | يحدد التيار معدل تكوين-الفيلم؛ يكون التيار مرتفعًا في البداية، لكنه ينخفض بشكل حاد بمجرد تكوين الفيلم. |
| درجة حرارة | 10-35 درجة، الأمثل: 20-25 درجة | تعمل درجات الحرارة المرتفعة بشكل مفرط على تسريع تحلل الفيلم وتؤدي إلى تغميق اللون؛ ±1-2 درجة تضمن التكاثر. |
| وقت | 30–90 s | بمجرد استقرار الجهد، ينخفض التيار إلى ما يقارب الصفر، مما يشير إلى أن الفيلم قد وصل إلى طوله الكامل؛ 60 ثانية عادة ما تكون كافية. |
| التحريك | حركة طفيفة للهواء أو حركة الكاثود | ضمان تركيز موحد ومنع ارتفاع درجة الحرارة الموضعية |
ما بعد-العلاج: الختم والصباغة
1 علاج الختم
الطلاءات المؤكسدة التقليدية رقيقة وكثيفة ولا تتطلب عمومًا الختم. ومع ذلك، **الطبقات السميكة / الطلاءات المؤكسدة الصلبة** مسامية ويمكن معالجتها على النحو التالي:
- **ختم الماء المغلي**: يُغلى في ماء منزوع الأيونات لمدة 10-20 دقيقة لتكوين أكسيد التيتانيوم المائي.
- **ختم ثنائي الكرومات**: K₂Cr₂O₇ عند 50-80 جم/لتر، 90-95 درجة، لمدة 10-15 دقيقة (يوفر أفضل مقاومة للتآكل، ولكن محتوى الكروم مقيد)
- **ختم ملح النيكل / أسيتات النيكل**: بديل صديق للبيئة
2. التلوين الكهربائي (التلوين الثانوي)
بناءً على عملية الأكسدة، يتم ترسيب الأملاح المعدنية (Ni, Sn, Co) داخل الطبقة المسامية باستخدام التيار المتردد لإنتاج ألوان-مثل الأسود والبرونز العتيق-لا يمكن الحصول عليها باستخدام الألوان المتداخلة. يستخدم أكسيد التيتانيوم الأسود بشكل شائع في المكونات البصرية وصناعة الدفاع.
التطبيقات
1. الأجهزة الطبية: ترميز الألوان- للأدوات الجراحية (ألوان مختلفة لتمييز الأحجام/النماذج)، وزراعة الأسنان، وزراعة العظام (يعزز طلاء MAO التكامل العظمي)
2. الفضاء الجوي: تحديد وتعزيز -مقاومة التآكل للمثبتات، والمسامير، ومكونات النظام الهيدروليكي
3. معدات المعالجة الكيميائية: المعالجة المقاومة للتآكل- والتآكل- لبطانات المفاعلات، وأنابيب المبادلات الحرارية، وأسطح إغلاق الصمامات
4. الإلكترونيات الاستهلاكية / المجوهرات: الزخارف الملونة لعلب الساعات وإطارات النظارات والمجوهرات المصنوعة من التيتانيوم
5. السلع الرياضية: إطارات الدراجات الهوائية من التيتانيوم، ونوادي الجولف، ومعدات تسلق الجبال
6. الصناعة الكهروكيميائية: المعالجة المسبقة لركيزة الأنود DSA (تخشين السطح والأكسدة قبل طلاء أنود التيتانيوم)
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
