خدمات آندایزینگ تیتانیوم

تیتانیوم به دلیل وزن کم، مقاومت خستگی، مقاومت در برابر خوردگی و سازگاری  زیست محیطی جذاب است. با تشکر از این خواص، تیتانیوم در هوافضا، هوا فضا، مهندسی زیستی، ورزش و جواهرات [1-3]. گزارش شده است که این خواص مطلوب ناشی از ثبات شیمیایی و ساختار فیلم تیتانیایی (TiO₂) است که به صورت خود به خودی روی سطوح Ti و آلیاژهای آن بر اثر برخورد با هوا افزایش می یابد. به منظور رنگ آمیزی تیتانیوم، چهار روش مختلف وجود دارد: اکسیداسیون حرارتی، اکسیداسیون شیمیایی، اکسیداسیون آنودایز و نیتریز کردن. با هر دو روش، رنگ را می توان به وضوح ضخامت فیلم (به طور عمده TiO₂) در سطح بستر Ti تشکیل داد [4-5].

ماهیت الکترولیت و لایه اکسید می تواند برای تحمل ظاهر رنگی به سطح استفاده شود. در حقیقت وقتی که تیتانیوم در یک حمام الکترولیتی به عنوان یک آند معلق است و جریان از طریق حمام عبور می­کند، اکسیژن در سطح آند تولید می­شود. این اکسیژن با تیتانیوم ترکیب شده و اکسید تیتانیوم را تشکیل می دهد. تداخل بین اکسید و نور باعث ایجاد رنگ در سطح فلز می شود و اکسید های با ضخامت های مختلف رنگ های مختلف تولید می کنند. برای به دست آوردن یک رنگ دلخواه بر روی سطح، ولتاژ تغذیه اعمال شده در طول فرایند آنودایزر می تواند کنترل شود [7-6]. تیتانیوم نوع II و تیتانیوم V به عنوان مواد آزمایشی برای این مطالعه انتخاب شدند. تیتانیوم گرید II و گرید V یکنواختی عالی از رنگ به نقطه نظر ماکروسکوپیک نشان می دهد.

شکل1: شمایی از سل الکتروشیمیایی برای آندایزینگ تیتانیوم

شکل2: تصویر تیتانیوم گرید دوم آنودایز شده در حمام سیتریک.

References

[1] Z. M. Yan, T. W. Guo, H. B. Pan, J. J. Yu, Influence of Electrolyzing voltage on chromatics of anodizes titanium dentures, Materials Transaction 43 (2002) 3142-3145.

[2] A. Di Schino, J. M Kenny, M. Barteri, High temperature resistance of high nitrogen and low nickel austenitic stainless steel, Journal of Material Science and Letters 22 (2003) 691-693.

[3] A. Di Schino, J. M Kenny, M. Barteri, Fatigue behavior of a high nitrogen austenitic stainless steel as a function of its

grain size, Journal of Material Science and Letters 22 (2003) 1511-1513.

[4] M. V Diamanti, B. Del Curto, V. Masconale, C. Passaro, M. P. Pedeferri, Anodic Coloring of Titanium and Its Alloy for Jewels Production, Color Research and Application 37 (2012) 384-390. DOI: 10.1002/col.20683.

[5] E. Gaul, Coloring titanium and related metals by electrochemical oxidation, Journal Chemical Education 70 (1993) 176–179. DOI: 10.1021/ed070p176.

[6] T. Shibata , YC Zhu, The effect of film formation conditions on the structure and composition of anodic oxide films on titanium, Corrosion Sci. 37 (1995) 253–270. DOI: 10.1016/0010-938X(94)00133-Q.

[7] M. V Diamanti , B. Del Curto, M.P Pedeferri, Interference colors of thin oxide layers on titanium, Color Res. Appl. 33(2007) 221–228. DOI: 10.1002/col.20403.