Titananodisering, med sin unike farge-endrende effekt, er svært foretrukket i industriell design og høy-produksjon. Denne fargen kommer ikke fra et eksternt belegg, men produseres ved nøyaktig å kontrollere tykkelsen på oksidfilmen på overflaten, ved å bruke prinsippet om lysinterferens. Når oksidfilmtykkelsen varierer nøyaktig i området 10-250 nanometer, vil overflaten vise kontinuerlige fargeendringer fra blekt gull, mørkeblått til lilla. Denne overflatebaserte-fargeteknologien oppnår ikke bare en atomkombinasjon av farge og matrise, men overgår også tradisjonelle fargeprosesser når det gjelder holdbarhet og miljøbeskyttelse, og har blitt den foretrukne overflatebehandlingsløsningen innen medisinsk utstyr, romfart og avanserte forbruksvarer.
Anodisering av titanlegering oppnår fargeendring ved å dyrke en TiO₂-oksidfilm på metalloverflaten in situ, som er fundamentalt forskjellig fra tradisjonelle belegningsprosesser. Dens fargeutviklingsmekanisme stammer fra lysinterferenseffekten: en nøyaktig kontrollert oksidfilmtykkelse (typisk i området 10-250nm) forstyrrer det innfallende lyset, noe som resulterer i en spesifikk strukturell farge. For hver 10nm økning i filmtykkelse, endres fargen observerbart, fra blekt gull til mørkeblått og til slutt lilla.
Faktorer som påvirker fargestabilitet
Den anodiserte filmen er metallurgisk bundet til matrisen og forårsaker ikke belagt peeling, men følgende faktorer vil forårsake fargeendringer:
I. Misfarging forårsaket av mekanisk slitasje
Oksydfilmen er bare mikron tykk og hardheten (HV 300-500) er vanligvis lavere enn matrisen. Kontinuerlig friksjon kan føre til tynning av filmtykkelsen, noe som forårsaker fargeskifte: lokal lett slitasje blekner det blå til lyst gull, og alvorlig slitasje eksponerer den sølvhvite matrisen fullstendig. Denne progressive misfargingen er fundamentalt forskjellig fra beleggavfall.
Faktorer som påvirker fargestabilitet
II. Kjemisk angrep forårsaker fargenedbrytning
Selv om TiO₂ er inert, kan visse miljøer fortsatt erodere laget:
- Strong acids (such as concentrated hydrochloric acid) and strong alkali (pH>12) miljøer vil løse opp oksidfilmen
- Kloridioner (kystmiljøer) og sulfider (industriområder) initierer gropkorrosjon
- Lang-eksponering for organiske løsemidler kan føre til passivering av overflaten
Disse kjemiene kan føre til at fargemetningen reduseres og tåkete flekker i stedet for lokalt avfall.
Faktorer som påvirker fargestabilitet
III. Termogen strukturell transformasjon*
Når temperaturen overstiger 300 grader, gjennomgår oksidfilmen faseendring og fortykning:
- 300-450 grad : anatasefasedannelse, fargeskift mot mørkere farger
- >600 grader : Rutil faseovergang med oppsprekking av membranen
Denne prosessen er irreversibel, og fargeendringene følger spesifikke lover, som kan kontrolleres nøyaktig ved varmebehandling.
Tekniske fordeler og gjeldende grenser
Denne teknologien er spesielt egnet for scenarier der bindingsstyrken er krevende (f.eks. medisinsk utstyr, luftfartskomponenter), og dens fargestabilitet kan opprettholdes i mer enn ti år i et konvensjonelt innendørsmiljø. For høy-slitasje eller svært korrosive miljøer, forleng fargelevetiden med overflateforsegling eller designbeskyttelsesstrukturer.
Ved å forstå disse farge-endringsmekanismene og deres grensebetingelser, kan designere bruke titan anodiseringsprosessen mer nøyaktig for å oppnå langvarig-og stabilt fargeuttrykk innenfor et kontrollert område.
