Титан бывает не только в серебре. Благодаря анодированию он дает яркие, стойкие цвета - фиолетового, синего, золотого, розового, зеленого - из одного и того же основного металла. Вот как работает эта технология и почему это важно.
Как выглядит анодированный титан
Титановый сплав можно анодировать для производстваболее дюжины различных ярких цветов-, включая фиолетовый, фиолетовый, берлинскую лазурь, небесно-голубой, золотой, розовый, розово-красный, баклажановый, павлино-синий, изумрудно-зеленый и яблочно-зеленый.
В результате получается фильм:
- Плоский, гладкий, непрерывный и однородный
- Плотный и прочно скрепленныйк основному металлу
- Постоянный- не отслаивающееся покрытие, а оксидный слой, выращенный из самого металла
Хотя анодирование применимо к нескольким маркам титана -, включая5 класс (Ти-6Ал-4В), 2 класси другие сплавы - некоторых специализированных составов производятсамые яркие и однородные цвета. Эти оптимизированные сплавы особенно подходят для декоративных целей, маркировки продукции и производства потребительских товаров премиум-класса.
Толщина пленки определяет цвет
Цвет анодированного титана не наносится - естьконтролируется толщиной оксидной пленки. Разная толщина преломляет свет разной длины, создавая разные видимые цвета.
| Цвет | Приблизительная толщина пленки |
|---|---|
| берлинская лазурь | ~80 морских миль (8×10⁻⁸ м) |
| Золото | ~200 нм (2×10⁻⁷ м) |
| Яблоко зеленое | ~820 нм (8,2×10⁻⁷ м) |
Взаимосвязь толщины-цвета-производительности:
| Диапазон толщины пленки | Характер |
|---|---|
| Ниже 40 нм | Слишком тонкий - дает нестабильные интерференционные цвета, которые легко загрязняются. |
| 40–800 нм (диапазон цветной пленки) | Яркие, стабильные декоративные цвета - стандартной зоны анодирования |
| Более 8 мкм (толстая пленка) | Становится непрозрачным - цвет тускнеет, но образуеттвердый, не-проводящий, высококоррозионностойкий-пористый слойс сильной адгезией |
Возможность толстой-пленки открывает отдельное инженерное приложение:защита от износа и истираниядля титановых компонентов, контактирующих с другими поверхностями - новый путь решения исторически сложных проблем титана, связанных с истиранием и контактной коррозией.
Из чего сделан фильм
Химический анализ анодированных пленок в различных технологических рецептурах подтверждает:
- Основным химическим компонентом являетсяTiO₂ (диоксид титана)- независимо от цвета и толщины
- Следовые количествафосфор и сераиз электролита поступают в пленку
- Фосфорвыгодно - этодополнительно повышает устойчивость к коррозии
- сераявляется вредной примесью - ее следует свести к минимуму
состав с нейтральным pH, содержащий фосфоропределен как оптимальный электролит для анодирования титана -, обеспечивающий наилучший баланс качества цвета, целостности пленки и коррозионных характеристик.
Электрические свойства: от проводящих к изоляционным
Анодирование кардинально меняет электрические характеристики поверхности титана:
| Состояние | Электродный потенциал | Поверхностное сопротивление |
|---|---|---|
| Голый титановый сплав | ~ -300 мВ | Поверхность с низкой - проводимостью |
| После анодирования (тонкая цветная пленка) | +200 мВ | 1–10 Ω |
| После анодирования (темная толстая пленка) | - | 10¹²–10¹⁴ Ω- фактически не-проводящий |
Сдвиг потенциала электрода с отрицательного на положительный обеспечивает основу дляпредотвращение гальванической коррозиикогда титан контактирует с разнородными металлами, - появляется значительное преимущество в сборках, сочетающих титан со стальными, алюминиевыми или медными компонентами.
Чрезвычайное поверхностное сопротивление толстых анодированных пленок означает, что они функционируют какэлектрические изоляторы- полезен в электронных и точных приборах.
Химическая стабильность: значительно повышенная коррозионная стойкость
Испытания анодированного титана в агрессивных химических средах показывают замечательные результаты:
| Условия испытания | Результат |
|---|---|
| Stainless steel electropolishing solution, >Плотность тока 20 А/дм²,30+ дней | Нет коррозиина анодированной поверхности |
| Травильный раствор титана (смешанная кислота HNO₃ + HF) - толстая пленка | Коррозионная стойкостьв 5–30 раз лучшечем голый титан |
Эти результаты показывают, что анодированные пленки - особенно толстые пленки - могут значительно расширить и без того впечатляющую коррозионную стойкость титана.более агрессивные химические средычем голый титан может выжить в одиночку. Это имеет прямые последствия для оборудования химической обработки, морского оборудования и промышленных компонентов.
Водородное охрупчивание: важное подтверждение безопасности
Для структурных и аэрокосмических применений ключевой проблемой при любой электрохимической обработке поверхности являетсяпоглощение водорода-, что может привести к охрупчиванию и снижению усталостной долговечности.
Тестирование подтвердило, что процесс анодированиянетввести водородное охрупчивание:
| Состояние | Содержание водорода |
|---|---|
| Сырье (базовый вариант) | 0.0070% |
| После обезжиривания + кислотное травление (30с) | 0.0070% |
| После обезжиривания + кислотное травление (60с) | 0.0075% |
| После обезжиривания + кислотное травление + анодирование | 0.0063% |
Содержание водорода на самом деленемного уменьшилсяпосле анодирования. Это подтверждает безопасность процесса дляавиационно-космические крепежи, конструктивные элементы и другие детали,-несущие нагрузкигде водородное охрупчивание является критической проблемой.
Области применения, в которых анодированный титан превосходен
| Приложение | Что дает анодирование |
|---|---|
| Потребительские товары(часы, украшения, EDC-инструменты, чехлы для телефонов) | Яркие стойкие цвета без краски и покрытия - эстетика премиум-класса |
| Маркировка и идентификация продукции | Постоянная высококонтрастная-цветная маркировка на титановых деталях. |
| Аэрокосмический крепеж | Идентификация цвета по марке или спецификации - отсутствие риска водородного охрупчивания |
| Химическое технологическое оборудование | Повышенная коррозионная стойкость - 5–30-кратное улучшение в агрессивных средах. |
| Морское оборудование | Комбинированная декоративная и защитная функция - исключительная устойчивость к соли |
| Медицинские инструменты | Цветовая маркировка для идентификации размера/типа - биосовместимой поверхности |
| Электронные корпуса | Не-толстая непроводящая пленка - электроизоляция + защита от коррозии |
Ключевой вывод
Анодированный титан не является краской. Это не покрытие. Этоконтролируемый оксидный слой, выращенный из самого титана- прочно склеен, химически стабилен и доступен в полном спектре цветов, определяемом точным контролем толщины.
Технология служит двум различным целям:
- 1.Декоративная и функциональная окраска(тонкие пленки, 40–800 нм) - для потребительских товаров, ювелирных изделий и идентификационной маркировки
- 2.Улучшенная защита от коррозии и износа(толстые пленки, 5–8+ мкм) - для промышленного, химического и морского применения
Оба применения имеют одно и то же фундаментальное преимущество: защита присуща материалу, а не применяется к нему.
Компания новых материалов Баоцзи Ибайтэ, Лтд. — высокотехнологичная-компания по переработке титана вБаоцзи, провинция Шэньси - Титановая долина Китая. Мы поставляем титановые материалы, используемые в потребительских товарах, декоративных целях и промышленных компонентах -, подходящие для анодирования:
| Продукт | Применение анодирования |
|---|---|
| Титановые пластины и листы | Штампованные и формованные корпуса потребительских товаров - чашки, чехлы для телефонов, футляры для часов, инструменты EDC |
| Титановые прутки и стержни | Механически обработанные ювелирные изделия, метизы, элементы конструкции - кольца, болты, декоративная фурнитура |
| Титановые проволоки | Зажимы, крючки, штифты для сережек, изящные декоративные изделия. |
| Титановые полоски | Звенья браслета-прецизионной формы, элементы отделки, фирменные элементы |
Все продукты поставляются ссертификаты полных испытаний мельницы-, поскольку качество исходного титана напрямую определяет однородность и яркость анодированного покрытия.
Являетесь ли вы производителем потребительских товаров, разрабатывающим изделия из анодированного титана, дизайнером ювелирных изделий, работающим с цветным титаном, или промышленным покупателем, оценивающим анодированный титан на предмет защиты от коррозии -, мы готовы обсудить ваши требования.
