Entre inúmeras técnicas de processamento de metal,anodização de liga de titânioatraiu muita atenção devido ao seu efeito exclusivo de-mudança de cor. Esta mudança de cor não é alcançada através de métodos tradicionais de revestimento, mas sim com base em um princípio especial de modificação de superfície, que permite que as ligas de titânio exibam uma rica variedade de cores.
O princípio da mudança de cor da anodização: modificação da superfície em vez de revestimento. O núcleo da anodização da liga de titânio reside na geração de uma película de óxido de espessura controlável na superfície do metal, cujo principal componente é o TiO₂. Isto é fundamentalmente diferente de processos como pintura e galvanoplastia, que fixam um revestimento externo à superfície do metal, enquanto a anodização é uma modificação da superfície do próprio metal.
A apresentação da cor origina-se do “efeito de interferência luminosa” do filme de óxido. Filmes de TiO₂ de diferentes espessuras refletem e refratam a luz visível em vários graus, produzindo assim uma variedade de cores. Por exemplo, quando a espessura do filme está entre 50 e 80 nm, a liga de titânio aparece em azul; quando a espessura do filme está entre 100 e 120 nm, ele parece dourado. Este filme de óxido alcança ligação de nível-atômico com o substrato de liga de titânio.
Como o filme de óxido é formado pela oxidação direta do metal base, não existe uma interface óbvia entre os dois e não é uma simples relação de adesão. Portanto, evita-se fundamentalmente o problema de “descascamento e descoloração do revestimento”, que é a principal vantagem da anodização em comparação com processos como pintura e galvanoplastia.
Fatores que podem causar alterações de cor em vez de desbotamento:
Embora a anodização de ligas de titânio não resulte no desbotamento geral da cor, a cor ainda pode mudar quando a integridade, a espessura ou a condição da superfície do filme de óxido são comprometidas. Aqui estão alguns fatores de influência comuns:
Desgaste mecânico:
O afinamento ou danos localizados no filme de óxido levam à mudança de cor. A espessura do filme de óxido anódico nas ligas de titânio está normalmente entre 50 e 200 nm, o que é extremamente fino, cerca de 1/500 do diâmetro de um fio de cabelo humano. Além disso, a dureza do filme de óxido é inferior à do substrato de liga de titânio, variando de HV 300 a 500, enquanto a dureza do substrato de liga de titânio é de aproximadamente HV 350 a 500, com algumas ligas apresentando dureza ainda maior.
Corrosão química:
A película de óxido sofre erosão, resultando em uma cor mais escura ou no aparecimento de manchas. Embora o filme de óxido de TiO₂ tenha um certo grau de resistência à corrosão, ele não é absolutamente resistente a todos os meios. Quando as ligas de titânio entram em contato com ambientes altamente corrosivos, o filme de óxido pode sofrer erosão.
Ambientes-de alta temperatura:
Mudanças na espessura ou estrutura do filme de óxido levam a mudanças de cor. A estabilidade dos filmes de óxido de TiO₂ é significativamente afetada pela temperatura. Quando a temperatura excede 300 graus, o filme de óxido pode oxidar e engrossar ainda mais, ou sua estrutura cristalina pode se transformar da fase anatase para a fase rutilo, resultando em uma mudança de cor. Por exemplo, o azul original pode se aprofundar em um preto-azulado.
O efeito de{0}mudança de cor obtido pela anodização de ligas de titânio é único. Embora não sofra o "desbotamento" tradicional, a estabilidade da cor é afetada por fatores como desgaste mecânico, corrosão química e ambientes-de alta temperatura. Em aplicações práticas, precisamos considerar plenamente esses fatores e tomar medidas de proteção adequadas com base no cenário específico para garantir que a cor da liga de titânio anodizada permaneça estável a longo prazo.
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