Titaniumanodisering med sin unikke farve-ændrende effekt er meget populær i industrielt design og avanceret-fremstilling. Denne farve kommer ikke fra en ekstern belægning, men er fremstillet ved præcist at kontrollere tykkelsen af oxidfilmen på overfladen ved hjælp af princippet om lysinterferens. Når oxidfilmtykkelsen varierer præcist i området 10-250 nanometer, vil overfladen vise kontinuerlige farveændringer fra blegguld, mørkeblå til lilla. Denne overflade-baserede farveteknologi opnår ikke kun en atomart kombination af farve og matrix, men overgår også traditionelle farveprocesser markant med hensyn til holdbarhed og miljøbeskyttelse og er blevet den foretrukne overfladebehandlingsløsning inden for medicinsk udstyr, rumfart og avancerede forbrugsvarer.
Titaniumlegering anodisering opnår farveændring ved at dyrke en TiO₂-oxidfilm på metaloverfladen in situ, som er fundamentalt forskellig fra traditionelle belægningsprocesser. Dens farveudviklingsmekanisme stammer fra lysinterferenseffekten: en præcist kontrolleret oxidfilmtykkelse (typisk i området 10-250nm) interfererer med det indfaldende lys, hvilket resulterer i en specifik strukturel farve. For hver 10nm stigning i filmtykkelsen ændres farven observerbart, fra blegguld til mørkeblå og til sidst lilla.
Faktorer, der påvirker farvestabilitet
Den anodiserede film er metallurgisk bundet til matrixen og forårsager ikke coated peeling, men følgende faktorer vil forårsage farveændringer:
I. Misfarvning forårsaget af mekanisk slid
Oxidfilmen er kun mikron tyk, og hårdheden (HV 300-500) er normalt lavere end matrixens. Kontinuerlig friktion kan føre til udtynding af filmtykkelsen, hvilket forårsager farveskift: lokal let slitage falmer det blå til lys guld, og alvorligt slid blotter fuldstændigt det sølvhvide af matrixen. Denne progressive misfarvning er fundamentalt forskellig fra belægningsaffald.
Faktorer, der påvirker farvestabilitet
II. Kemisk angreb forårsager farvenedbrydning
Selvom TiO₂ er inert, kan visse miljøer stadig erodere laget:
- Strong acids (such as concentrated hydrochloric acid) and strong alkali (pH>12) miljøer vil opløse oxidfilmen
- Chloridioner (kystmiljøer) og sulfider (industriområder) initierer grubetæring
- Langvarig-eksponering for organiske opløsningsmidler kan føre til overfladepassivering
Disse kemier kan forårsage, at farvemætningen falder og diset pletter i stedet for lokal afgrænsning.
Faktorer, der påvirker farvestabilitet
III. Termogen strukturel transformation*
Når temperaturen overstiger 300 grader, gennemgår oxidfilmen faseændring og fortykkelse:
- 300-450 grad: dannelse af anatasefase, farveskift mod mørkere farver
- >600 grader : Rutil faseovergang med revnedannelse i membranen
Denne proces er irreversibel, og farveændringerne følger specifikke love, som kan styres præcist ved varmebehandling.
Tekniske fordele og gældende grænser
Denne teknologi er især velegnet til scenarier, hvor bindingsstyrken er krævende (f.eks. medicinsk udstyr, flykomponenter), og dens farvestabilitet kan opretholdes i mere end ti år i et konventionelt indendørs miljø. For højt-slid eller stærkt korrosive miljøer, forlænge farvens levetid med overfladeforsegling eller designbeskyttelsesstrukturer.
Ved at forstå disse farve-ændringsmekanismer og deres grænsebetingelser kan designere bruge titaniumanodiseringsprocessen mere præcist til at opnå langvarig-og stabilt farveudtryk inden for et kontrolleret område.
