En af nøglefunktionerne vedtitanlegeringerer, at deres overflader kan få en række forskellige farver gennem anodiseringsprocessen.
Titanlegeringer er legeringsmaterialer fremstillet ved at smelte titanium som matrix og tilføje et eller flere andre elementer (såsom aluminium, vanadium, jern, molybdæn, zirconium, tin osv.). Farven på overfladen af titanium er ikke "belagt", men snarere "vokset".
Princippet for PVD (Physical Vapour Deposition) involverer fordampning af et titaniummål gennem en bueudledning i et høj-vakuummiljø. Titaniumatomer aflejres derefter på overfladen af koppen med nanometer-præcision. Samtidig indføres nitrogen eller kulbrintegas for at reagere med titaniumatomerne og danner en ekstremt tynd sammensat film. Tykkelsen af denne film bestemmer farven. Når filmen er 50 nanometer tyk, fremstår den som bronze; ved 80 nanometer bliver den blå; og ved omkring 120 nanometer bliver det til guld. Ingen kemiske farvestoffer er involveret i hele processen; farven afhænger helt af interferenseffekten af lys mellem filmens øvre og nedre overflade-et princip, der er identisk med det, der får sæbebobler til at vise regnbuefarver.
Høje-temperaturmiljøer kan også ændre overfladefarven. Når overfladen af en titanlegering udsættes for direkte flamme eller høj-temperaturbagning, påvirker temperaturen direkte dannelsen af oxidlaget; efterhånden som temperaturen gradvist ændrer sig, gennemgår overfladefarven en gradvis overgang. Derudover kan helt nye farver opnås gennem eksterne processer. Ved at påføre maling, galvanisering eller belægningsbehandlinger på overfladen-ved at bruge eksternt påførte farvede belægninger til direkte at dække substratet, kan der opnås en række forskellige farveeffekter, såsom matte eller blanke overflader.
1. Tynd-filminterferens: Farvens fysiske oprindelse
Når lys rammer denne gennemsigtige oxidfilm, reflekteres en del af lyset på filmens øvre overflade, mens resten passerer gennem filmen og reflekteres i grænsefladen mellem filmen og titanlegeringen.
Stilængdeforskel: En "vejlængdeforskel" opstår mellem disse to reflekterede lysstråler; denne forskel bestemmes af både tykkelsen af oxidfilmen og lysets bølgelængde.
Interferenseffekt: Når vejlængdeforskellen er nøjagtigt et heltal af bølgelængden af en bestemt lysfarve, forstærkes denne farve, hvilket får oxidfilmen til at fremstå som en bestemt farve; omvendt, hvis vejlængdeforskellen er et ulige multiplum af halvdelen af bølgelængden af en bestemt farve, ophæver lyset af denne farve sig selv.
Farve varierer med tykkelse: Som følge heraf, når tykkelsen af oxidfilmen gradvist øges fra flere hundrede ångstrøm til mere end ti mikrometer, ændres farverne, der produceres af interferens, også og danner et rigt spektrum, der spænder fra gul, orange, blå og violet til grøn.
2. Oxiderne selv: Farvens kemiske grundlag
Ud over fysisk interferens bidrager den kemiske sammensætning af selve oxidfilmen også til farven.
Oxider af forskellige valenstilstande: Titaniumoxider findes i forskellige former, såsom hvid TiO₂, gylden -gul TiO og blå Ti₂O₃.
Blandet farve: Under oxidationsprocessen ved høje-temperaturer eksisterer disse forskelligt farvede oxider side om side og påvirker tilsammen den endelige farve.
Nøglefaktorer: Hvordan kontrollerer man farve?
I praktiske applikationer kan farve "formuleres" præcist ved at kontrollere følgende faktorer
Oxidfilmtykkelse (den vigtigste faktor): Dette er kernevariablen, der bestemmer farven. Det kan styres præcist ved at justere procesparametre såsom anodiseringsspændingen og varigheden, temperaturen og varigheden af varmebehandlingen og laserscanningshastigheden.
Oxidationsmetode: Forskellige oxidationsmetoder (såsom anodisering, termisk oxidation og laseroxidation) producerer oxidationsfilmstrukturer med særskilte egenskaber, som også påvirker farven.
Legeringssammensætning: Forskellige kvaliteter af titanlegeringer indeholder elementer som aluminium og vanadium. Under oxidationsprocessen kan disse elementer danne deres egne oxider (såsom Al₂O₃), som kan have subtile effekter på den endelige farve.
Samlet set skyldes de levende farver af oxiderede titanlegeringer de kombinerede virkninger af det fysiske fænomen "tynd-filminterferens" i oxidlaget og de kemiske virkninger af de "iboende farver" af forskellige titaniumoxider. Blandt disse faktorer er tykkelsen af oxidlaget den mest kritiske determinant for den endelige farve.
E-mail:garychen3215@hotmail.com
Adresse: No.35, Baoti Rd, Baoji by, Shaanxi-provinsen, Kina
Kontakt: Mr. Gary Chen
Telefon: +86-917-8883215
Mobil/WhatsApp: +86 13092900605
