Анодування титану з його унікальним-ефектом зміни кольору користується великою перевагою в промисловому дизайні та високо-виробництві. Цей колір не походить від зовнішнього покриття, а виробляється шляхом точного контролю товщини оксидної плівки на поверхні за допомогою принципу інтерференції світла. Коли товщина оксидної плівки змінюється точно в діапазоні 10-250 нанометрів, поверхня демонструватиме постійні зміни кольору від блідо-золотистого, темно-синього до фіолетового. Ця технологія-забарвлення на основі поверхні не лише забезпечує атомарну комбінацію кольору та матриці, але й значно перевершує традиційні процеси фарбування з точки зору довговічності та захисту навколишнього середовища, і стала кращим рішенням для обробки поверхні в медичних пристроях, аерокосмічній галузі та споживчих товарах високого класу.
Анодування титанового сплаву досягає зміни кольору шляхом вирощування плівки оксиду TiO₂ на поверхні металу на місці, що принципово відрізняється від традиційних процесів нанесення покриття. Його механізм формування кольору випливає з ефекту інтерференції світла: точно контрольована товщина оксидної плівки (зазвичай у діапазоні 10-250 нм) перешкоджає падаючому світлу, що призводить до специфічного структурного кольору. З кожним збільшенням товщини плівки на 10 нм колір помітно змінюється від блідо-золотистого до темно-синього і, нарешті, фіолетового.
Фактори, що впливають на стійкість кольору
Анодована плівка металургійно з’єднана з матрицею і не спричиняє відшарування покриття, але наступні фактори спричинять зміни кольору:
I. Зміна кольору внаслідок механічного зносу
Оксидна плівка має товщину лише мікрон, а твердість (HV 300-500) зазвичай нижча, ніж у матриці. Постійне тертя може призвести до зменшення товщини плівки, спричиняючи зміну кольору: локальне незначне зношення перетворює блакитний колір на світло-золотий, а сильне зношування повністю оголює сріблясто-білий колір матриці. Це прогресуюче знебарвлення принципово відрізняється від осипання покриття.
Фактори, що впливають на стійкість кольору
II. Хімічний вплив спричиняє погіршення кольору
Незважаючи на те, що TiO₂ інертний, певні середовища все одно можуть руйнувати шар:
- Strong acids (such as concentrated hydrochloric acid) and strong alkali (pH>12) середовища будуть розчиняти оксидну плівку
- Іони хлориду (прибережне середовище) та сульфіди (промислові зони) ініціюють точкову корозію
- Довготривалий-вплив органічних розчинників може призвести до пасивації поверхні
Ці хімічні речовини можуть спричинити зменшення насиченості кольору та туманні плями, а не локалізоване випадання.
Фактори, що впливають на стійкість кольору
III. Термогенна структурна трансформація*
Коли температура перевищує 300 градусів, оксидна плівка зазнає фазових змін і потовщення:
- 300-450 ступінь: утворення фази анатазу, зміщення кольору в бік темніших кольорів
- >600 градусів: фазовий перехід рутилу з розтріскуванням мембрани
Цей процес є незворотнім, а зміни кольору відбуваються за певними законами, які можна точно контролювати за допомогою термічної обробки.
Технічні переваги та застосовні межі
Ця технологія особливо підходить для сценаріїв, де потрібна міцність з’єднання (наприклад, медичні пристрої, аерокосмічні компоненти), і її стабільність кольору може зберігатися більше десяти років у звичайних умовах у приміщенні. Для високо-зношуваних або висококорозійних середовищ подовжте термін служби кольору за допомогою поверхневого ущільнення або структур для захисту дизайну.
Розуміючи ці механізми-зміни кольору та їхні граничні умови, дизайнери можуть точніше використовувати процес анодування титану для досягнення-тривалого та стабільного відображення кольору в контрольованому діапазоні.
