Studi tentang faktor-faktor yang mempengaruhi perkembangan warna lapisan oksida anodik paduan titanium

Titanium dan paduan titanium banyak digunakan di bidang kedirgantaraan, angkatan laut, petrokimia, biomedis, dekorasi arsitektur, dan bidang lainnya karena sifatnya yang sangat baik seperti tahan suhu tinggi, kekuatan tinggi, kepadatan rendah, konduktivitas termal rendah, dan sebagainya! -Namun, titanium dan paduan titanium juga memiliki kelemahan berupa bioaktivitas yang buruk, kekerasan yang rendah, ketahanan aus yang buruk, dan warna monokromatik, yang sampai batas tertentu membatasi popularitas dan penerapannya lebih lanjut. Oksidasi anodik adalah metode modifikasi permukaan titanium dan paduan titanium yang umum digunakan, di mana benda kerja titanium digunakan sebagai anoda dan aluminium atau baja tahan karat sebagai katoda, dan lapisan sifat insulasi, ketahanan aus, dan lapisan oksida pada permukaan benda kerja titanium. dengan insulasi yang baik, ketahanan aus dan ketahanan korosi]. Film oksida ini melindungi benda kerja dan juga memiliki sifat dekoratif tertentu. Selain itu, sifat berpori dari lapisan film dapat digunakan untuk membuat lapisan film fungsional dengan sifat magnetis, pelumas, dan elektroluminesen!] Dibandingkan dengan pelapisan listrik, pelapisan kimia, pelapisan PVD, pewarnaan elektrolitik, penyemprotan, oksidasi suhu tinggi, mikro- oksidasi busur dan teknik pewarnaan permukaan lainnya, oksidasi anodik mudah dioperasikan, berbiaya rendah dan lapisan film padat dan seragam, dan telah diterapkan secara industri.
Ada banyak faktor yang mempengaruhi struktur dan kinerja film oksida anodik titanium dan paduan titanium, seperti elektrolit, tegangan oksidasi, suhu, waktu dan komposisi paduan. Parameter proses yang berbeda menghasilkan film oksida anodik yang menunjukkan sifat fisikokimia dan biologi yang berbeda. Pada 1980-an, Kelly menemukan bahwa lapisan film oksida anodik paduan titanium memiliki warna yang berbeda, dan Yang Zhelongren juga mempelajari proses pewarnaan oksidasi anodik paduan titanium dan titanium serta karakteristik oksidasi. Menurut literatur, ketebalan lapisan film oksidasi anodik mempunyai pengaruh yang besar terhadap warna lapisan film, dan warnanya bervariasi sesuai dengan ketebalan lapisan film. Namun, belum ada diskusi sistematis mengenai faktor-faktor yang mempengaruhi pewarnaan film oksidasi anodik pada titanium dan paduan titanium. Untuk memudahkan studi lanjutan, faktor-faktor yang mempengaruhi perkembangan warna film oksida anodik pada titanium dan paduan titanium dibahas secara rinci, dengan maksud untuk memberikan referensi untuk pembuatan film oksida seragam berwarna-warni pada permukaan titanium dan titanium. paduan titanium.
Oksidasi anodik adalah salah satu proses penting untuk mewarnai permukaan titanium dan paduan titanium, dan produknya banyak digunakan di bidang kedirgantaraan, petrokimia, biomedis, dekorasi sipil, dan bidang lainnya. Penelitian telah menunjukkan bahwa faktor-faktor yang mempengaruhi pewarnaan lapisan oksidasi anodik titanium dan paduan titanium meliputi tiga faktor utama, yaitu tegangan oksidasi, waktu oksidasi dan suhu oksidasi, serta faktor sekunder, seperti komposisi elektrolit, bahan substrat, orientasi tenun, dan perlakuan awal.
Meskipun para sarjana di dalam dan luar negeri telah melakukan banyak penelitian tentang proses oksidasi anodik permukaan titanium dan paduan titanium, dan telah mencapai aplikasi teknik, namun masih ada beberapa masalah: ① dalam proses produksi sebenarnya, lapisan oksidasi sangat banyak. mudah untuk mewarnai tidak rata, luas permukaan benda kerja yang sama berbeda; ② lapisan oksidasi anodik titanium dan paduan titanium biasanya bersifat hidrofilik, mudah ternoda oleh minyak, noda air dan kotoran lainnya; ③ titanium murni dan elemen paduan dari biner Titanium dan paduan titanium yang lebih rendah, warna film menjadi tunggal setelah saturasi warna rendah, sehingga sangat membatasi penerapannya di bidang dekorasi sipil. Untuk proses produksi yang ada pada lapisan film oksida pewarnaan masalah yang tidak merata, dapat diselesaikan secara efektif dengan mengontrol morfologi jaringan substrat permukaan, ukuran butir dan orientasi tenun, dan dengan demikian memastikan bahwa sifat permukaan material seragam dan metode padat. Untuk hidrofilisitas lapisan titanium dan paduan titanium, lapisan asam stearat dapat dimodifikasi pada permukaan setelah oksidasi anodik untuk mengurangi energi permukaan lapisan tersebut, sehingga diperoleh lapisan teroksidasi superhidrofobik. Untuk titanium murni dan paduan biner dengan lebih sedikit unsur paduan dengan satu warna, masalahnya dapat diselesaikan dengan menambahkan unsur paduan dalam elektrolit atau melapisi elemen paduan lain pada permukaannya.
Dengan penelitian dan pengembangan teknologi yang berkelanjutan, masalah pewarnaan oksidasi anodik pada titanium dan paduan titanium akan teratasi secara bertahap, sehingga pengoperasian proses yang murah dan sederhana dalam perawatan permukaan titanium dan paduan titanium akan lebih banyak digunakan. .