Анодирането на титан с неговия уникален-ефект на промяна на цвета е силно предпочитано в промишления дизайн и-производството от висок клас. Този цвят не идва от външно покритие, а се получава чрез прецизно контролиране на дебелината на оксидния филм на повърхността, използвайки принципа на светлинната интерференция. Когато дебелината на оксидния филм варира точно в диапазона от 10-250 нанометра, повърхността ще показва непрекъснати промени в цвета от бледо златисто, тъмно синьо до лилаво. Тази повърхностно{7}}базирана технология за оцветяване не само постига атомарна комбинация от цвят и матрица, но също така значително превъзхожда традиционните процеси на оцветяване по отношение на издръжливост и опазване на околната среда и се превърна в предпочитано решение за повърхностна обработка в медицински устройства, космическа техника и потребителски стоки от висок клас.
Анодирането на титанова сплав постига промяна на цвета чрез отглеждане на TiO₂ оксиден филм върху металната повърхност на място, което е фундаментално различно от традиционните процеси на нанасяне на покритие. Неговият механизъм за развитие на цвета произтича от ефекта на светлинна интерференция: прецизно контролирана дебелина на оксидния филм (обикновено в диапазона 10-250nm) пречи на падащата светлина, което води до специфичен структурен цвят. За всеки 10n увеличение на дебелината на филма, цветът се променя забележимо, от бледо златисто до тъмно синьо и накрая лилаво.
Фактори, влияещи върху стабилността на цвета
Анодизираният филм е металургично свързан с матрицата и не причинява отлепване на покритието, но следните фактори ще причинят промени в цвета:
I. Обезцветяване, причинено от механично износване
Оксидният филм е с дебелина само микрон и твърдостта (HV 300-500) обикновено е по-ниска от тази на матрицата. Продължителното триене може да доведе до изтъняване на дебелината на филма, причинявайки промяна на цвета: локално леко износване избледнява синьото до светло златисто, а силното износване напълно разкрива сребристобялото на матрицата. Това прогресивно обезцветяване е коренно различно от отпадането на покритието.
Фактори, влияещи върху стабилността на цвета
II. Химическата атака причинява влошаване на цвета
Въпреки че TiO₂ е инертен, определени среди все още могат да разрушат слоя:
- Strong acids (such as concentrated hydrochloric acid) and strong alkali (pH>12) среда ще разтвори оксидния филм
- Хлоридните йони (крайбрежни среди) и сулфидите (промишлени зони) инициират питингова корозия
- Дългосрочното-излагане на органични разтворители може да доведе до пасивиране на повърхността
Тези химикали могат да доведат до намаляване на наситеността на цвета и мъгляви петна, вместо локално отделяне.
Фактори, влияещи върху стабилността на цвета
III. Термогенна структурна трансформация*
Когато температурата надвиши 300 градуса, оксидният филм претърпява фазова промяна и удебеляване:
- 300-450 степен: образуване на анатазна фаза, изместване на цвета към по-тъмни цветове
- >600 градуса: фазов преход на рутил с напукване на мембраната
Този процес е необратим, а промените в цвета следват специфични закони, които могат да бъдат прецизно контролирани чрез термична обработка.
Технически предимства и приложими граници
Тази технология е особено подходяща за сценарии, при които се изисква якост на свързване (напр. медицински устройства, аерокосмически компоненти) и нейната стабилност на цвета може да се поддържа повече от десет години в конвенционална вътрешна среда. За високо-износване или силно корозивни среди, удължете живота на цвета с повърхностно уплътняване или конструкции за защита на дизайна.
Чрез разбирането на тези-механизми за промяна на цвета и техните гранични условия, дизайнерите могат по-точно да използват процеса на анодизиране на титан, за да постигнат дълготраен-и стабилен цвят в рамките на контролиран диапазон.
