Hogyan lehet eloxálni a titánt?

Elgondolkozott már azon, hogy titán ékszerei vagy kütyüi milyen sima, tartós felületet kapnak? Mindez az eloxálás néven ismert érdekes elektrokémiai folyamat miatt lehetséges. A titán korrózióval szemben ellenállóbbá, keményebb felületűvé tehető, és eloxálással színezhető színezékek használata nélkül. Vizsgáljuk meg azokat az eljárásokat és sajátosságokat, amelyek ezt a technológiát működőképessé teszik.

A titán eloxálása gondosan felügyelt folyamatok sorozatával történik a legmagasabb minőség és hosszú élettartam garantálása érdekében. Az eljárás javítja az anyag általános teljesítményét, valamint megjelenését és kopásállóságát.

Fontos, hogy életben tartsa érdeklődését a titán eloxálása iránt, különösen akkor, ha barkácsolással vagy kereskedelmi felhasználással foglalkozik.

Az eloxálási folyamat megkezdése előtt elengedhetetlen az összes szükséges eszköz összeszerelése. Olyan tápegységre van szükség, amely változó feszültséget képes leadni – jellemzően 0 és 120 volt között. Elektrolit oldatra is szükség van, amely általában hígított kénsavból készül. Egy tartálynak az oldathoz, egy titán huzalnak a katódhoz és az eloxálni kívánt titán tárgynak a beállítás részét kell képeznie.

A titán és titánötvözetek eloxálása jelenleg többnyire savas oldatban történik. A folyamat paraméterei és az anódos oxidációs oldat változó, csakúgy, mint az előállított oxidréteg színe, vastagsága és tulajdonságai.

Ha a titán és a titánötvözet anódos oxidációs filmje nem felel meg a követelményeknek, a fő technikák az oxálsavas anódos oxidáció, az impulzusos anódos oxidáció, a vastag film anódos oxidáció és a színező anódos oxidáció. Ezenkívül a titán és titánötvözet anódos oxidációs filmje is érintett a kivonásban. Itt található a színes eloxálás bevezetése.

A titán anódon termelődő oxigén reakcióba lép a titánnal, és oxidfilmet képez, amely a feszültség hatására megvastagodik, és növeli az oxidfilm ellenállását az árammal szemben, amikor az áram átfolyik az elektrolitban szuszpendált titán anódon. Egy adott feszültség korrelál egy adott oxidréteg vastagságával, és az oxidfilm színe változik, ahogy sűrűsödik.

Az elektrolithoz hasonlóan az anódos színezés és a galvanizálás sem igényel különösebb feltételeket. A vizes oldathoz sokféle vizes oldat adható, beleértve a 10%-os kénsavat, 5%-os ammónium-szulfátot, 5%-os magnézium-szulfátot, 1%-os trinátrium-foszfátot és vészhelyzetben fehérbort is. Általánosságban elmondható, hogy 3-5 tömeg% trinátrium-foszfátot tartalmazó desztillált vizes oldat használható. A színezési folyamat során a nagyfeszültségű színek elérése érdekében klórionok nem lehetnek jelen az elektrolitban. Mivel a magas hőmérséklet károsíthatja az elektrolitot, és porózus oxidfilmet eredményezhet, az elektrolitot hűvös környezetben kell tartani.

Anódos színezés esetén a katód területének meg kell egyeznie az anód területével, vagy meg kell haladnia azt. Mivel a művész gyakran közvetlenül az ecset fémkapcsára hegeszti a kimenő katód áramot, amikor a színező terület nagyon kicsi, az áramkorlátozás döntő fontosságú az anódos színezésben. Az áram méretének korlátozása fontos annak biztosítása érdekében, hogy az anódos reakciósebesség, az elektróda mérete és a színezési terület megegyezzen, ahelyett, hogy az oxidfilm szakadása és a galvanikus korrózió okozta túlzott áram okozná.

Az anódos oxidáció egy olyan elektrokémiai folyamat, amely oxidfilmet hoz létre egy fémen vagy ötvözeten. Miután a bevonóoldatot felállították és a mintát belehelyezték, a minta felületén anódos oxidáció megy végbe a feszültség vagy áram beállításával az oxidfilm létrehozásához. A titán és ötvözetei esetében ez a típusú fém beállítható az elektrolit koncentrációjának, a feszültség és az áram nagyságának, valamint a reakcióidőnek a szabályozására, így a TiO 2 nanocsövekben szabályozható hosszúságú és átmérőjű csövek halmazát lehet létrehozni, ami a minta felületének nanoméretezése. Ezek a csövek a mintaalapból nőnek ki és szorosan egyesülnek az alappal, a titán és titánötvözetek felületén anódos oxidációval előállított TiO 2 nanocsövek kísérleti elvét két fő reakcióban foglaljuk össze:

Ti + 2H 2O=TiO 2 + 4H + + 4e (a folyamat valójában 2H 2O → O 2 + 4e + 4H + Ti + O 2 → TiO 2)

TiO 2 + 6F - + 4H +=[TiF 6] {2- + 2H 2O

A reakció képletéből kitűnik, hogy két elsődleges reakciófolyamat létezik: a TiO 2 keletkezési folyamata és a TiO 2 oldódási folyamata. A TiO 2 feloldódási folyamata kémiai reakció, míg a TiO 2 keletkezése elektrokémiai környezet. E két esemény ciklusa végül nanocsövek előállításához vezet. A TiO 2 nanocsövek képződése három szakaszra osztható az áramerősség és az idő alapján, amint azt az 1. ábrán az anódos oxidáció során az áramsűrűség-idő görbe mutatja. Az áram az anódos oxidációs reakcióban is fontos.

1. ábra Áramsűrűség-idő görbe anódos oxidációs folyamat során

Az első szakaszban a TiO-oxid réteg képződik; a reakció még csak most kezdődött, az ellenállás kicsi, és nagy áram keletkezik; ezt a TiO filmet a TiO fólia záróréteg hozza létre; a második szakaszban a TiO film első szakasza által létrehozott záróréteg feloldódni kezd; egy bizonyos vastagságnál az áramkörben lévő áram fokozatosan sima állapotba kerül, jelezve a TiO film lokális feloldódását és számos kis lyuk keletkezését; a harmadik szakaszban a TiO nanocsövek képződnek, amelyeket a második szakaszban a minta felületi potenciálja miatt kialakuló mikroporózus nagy és alacsony is, az elektromos tér jobban koncentrálódik az alacsony homorú furatában, így az oxidáció ezt a régiót felgyorsítja a Ti 4 által generált oxidációs reakció az oxidréteg folyamatos mozgásának reakciójával együtt, aminek következtében az oxidréteg oxidatív rétege feloldódik, és a nanopórusos oxidréteg teteje lassan feloldódik. sebességgel, a lyuk alja az oxidréteg oxidatív rétege által kiváltott potenciál hatására feloldódik. A nanopórus tetején lévő oxidréteg oldódása lassú, és a pórus alján lévő oxidréteg oldódása okozza. Az elektromos potenciál gyors, így az eredetileg keletkezett kis mikropórusok tovább oldódnak és kiterjednek, és fokozatosan nanocsöveket képeznek.

A titán eloxálásának számos előnye van, amelyek közül az egyik az, hogy képes élénk színeket előállítani festékek vagy színezékek nélkül. Az oxidréteg felületéről és az alatta lévő fémről visszaverődő fényhullámok interferenciája okozza a színárnyalatot. Az eloxálási folyamat során biztosított feszültség változtatásával az oxidréteg vastagságának szabályozásával változtathatja az előállított színt.

A gyenge oxidrétegek és az egyenetlen színezés gyakori eloxálási problémák. Ezeket a problémákat gyakran a felület nem megfelelő előkészítése, az elektrolit szennyeződés vagy a szabálytalan elektromos áram okozza. A munkaterület rendben tartása és az áramellátás stabilan tartása segíthet csökkenteni ezeket a problémákat.

A titán eloxálása kulcsfontosságú eljárás mind a kereskedelmi, mind a háztartási felhasználás során, mivel nagymértékben javítja a fém rugalmasságát és vizuális vonzerejét. A megfelelő eszközökkel és technikával könnyű erős és élénk felületet elérni. További információért forduljon hozzám a következő telefonszámon: euros.yang@xuboti.com.

Továbbiak megtekintése