تیتانیوم آنودایز چیست؟

تیتانیوم آنودایز چیست؟

تیتانیوم آنودایز یک فرآیند تصفیه سطحی است که از اواسط دهه 1920 مورد استفاده قرار گرفته است. این شامل استفاده از یک برهمکنش الکتروشیمیایی به لایه بیرونی تیتانیوم است که لایه ای از اکسید را در سطحی سطحی تحویل می دهد. سطح سطح افزایش یافته و خستگی، خوردگی و مقاومت در برابر سایش با این روش افزایش می یابد.

آندایزینگ تیتانیومچرخه ای است که به طور گسترده در سرمایه گذاری های متعدد از جمله حمل و نقل هوایی، بالینی، خودرو، و سنگ های قیمتی مورد استفاده قرار می گیرد. این چرخه شامل استفاده از جریان الکتریکی به دیگ تیتانیوم است که طراحی سطح فلز را تغییر می‌دهد و سطحی فوق‌العاده ایمن در برابر سایش ایجاد می‌کند که در برابر فرسایش نفوذناپذیر است.

انواع آندایزینگ تیتانیوم

دو نوع ضروری آندایزینگ تیتانیوم وجود دارد که به نام های آندایزینگ نوع 2 و نوع 3 شناخته می شوند. آندایزینگ نوع 2 اساساً برای کار بر روی سختی سطح و انسداد اکسیداسیون تیتانیوم استفاده می شود. این شامل استفاده از جریان الکتریکی به سطح تیتانیوم است که باعث ایجاد یک لایه اکسید سطحی می شود که قابل نفوذ است و می تواند انواع مختلفی را رنگ آمیزی کند.

از سوی دیگر، آنودایز نوع 3 روشی بسیار طولانی تر است که یک لایه اکسید ضخیم و سخت را روی سطح تیتانیوم باقی می گذارد. صنعت هوافضا به دلیل اهمیت دوام و محافظت لایه، رایج ترین کاربرد این نوع آندایزینگ است.

تفاوت های کلیدی بین آنودایز تیتانیوم نوع 2 و نوع 3

تضاد مهم بین آنودایز تیتانیوم نوع 2 و نوع 3 ضخامت لایه اکسید و استحکام پوشش است. آندایز کردن نوع 2 به طور منظم یک لایه اکسیدی ایجاد می کند که در محدوده ضخامت 0.1 و 2 میکرون قرار دارد، در حالی که آندایزینگ نوع 3 می تواند یک لایه اکسیدی ایجاد کند که واقعاً به ضخامت 150 میکرون بستگی دارد. علاوه بر این، نوع درزگیر مورد استفاده برای بستن منافذ آندایزینگ معمولاً بین دو نوع آندایزینگ متفاوت است.

چگونه آندایزینگ با تیتانیوم کار می کند؟

آندایز کردن تیتانیوم یک چرخه الکتروشیمیایی است که شامل استفاده از جریان الکتریکی به فلز است. در طول چرخه، قسمت تیتانیوم در یک آرایش الکترولیتی خیس می شود، به طور کلی حاوی ترکیبی از خورنده سولفوریک و آب است.

استفاده از جریان الکتریکی باعث می شود که ذرات اکسیژن به لایه بیرونی تیتانیوم حرکت کنند و لایه ای از اکسید را شکل دهند. همانطور که لایه اکسیدی ایجاد می شود، با در نظر گرفتن رنگ ها یا پوشش های مختلف روی سطح، نفوذپذیر می شود.

پس از اعمال پوشش، قطعه ثابت می شود تا از اکسیداسیون یا مصرف بیشتر جلوگیری شود. برای انجام این کار معمولاً از درزگیرهای شیمیایی یا جوشاندن قطعه در آب مقطر استفاده می شود.

آنودایز رنگی تیتانیوم چگونه کار می کند؟

آنودایز رنگی تیتانیوم یک فرآیند آندایزینگ تخصصی است که به سطح تیتانیوم رنگ های متنوعی می دهد. روش های مختلفی برای ایجاد تنوع در لایه بیرونی تیتانیوم وجود دارد، از جمله استفاده از رنگ ها یا استفاده از جریان الکتریکی برای ایجاد اکسیداسیون کنترل شده فلز.

یکی از شناخته شده ترین استراتژی ها برای بدست آوردن تعداد زیادی از انواع، استفاده از تعاملی به نام سایه امپدانس است. در طول این چرخه، یکتیتانیوم آنودایز شدهبخشی در یک محفظه خلاء قرار می گیرد و به منبع نور ارائه می شود. در نتیجه برهمکنش نور با لایه اکسید روی سطح تیتانیوم، رنگ های متنوعی تولید می شود.

نحوه انجام آنودایز تیتانیوم رنگی نوع 3

آندایزینگ تیتانیوم رنگی نوع 3 یک فرآیند تخصصی است که می تواند رنگ های متنوعی را علاوه بر یک لایه اکسید ضخیم و سخت روی سطح تیتانیوم تولید کند.

در این روش از یک دستگاه الکترونیکی معروف به منبع تغذیه برای رساندن مقدار دقیق جریان الکتریکی به قطعه تیتانیوم استفاده می‌شود. سپس این قطعه در یک آرایش الکترولیتی غوطه ور می شود و جریان اجازه می دهد تا از آرایش عبور کند و یک لایه اکسید ضخیم و سخت روی لایه بیرونی تیتانیوم ایجاد کند.

هنگامی که قسمت تیتانیوم آنودایز شد، می توان طیف وسیعی از انواع را با استفاده از استراتژی های مختلف، از جمله سایه زدن انسداد یا استفاده از رنگ ها، رنگ آمیزی کرد.

در نتیجه، تیتانیوم آنودایز شده یک روش عالی برای تصفیه سطح قطعات تیتانیوم است. چندین مزیت از جمله افزایش مقاومت در برابر سایش، مقاومت در برابر خوردگی و ظاهری جذاب دارد. با درک انواع مختلف آنودایز تیتانیوم و نحوه تعامل، ایجاد قطعات تیتانیوم آنودایز عالی که به مسائل طیف وسیعی از صنایع می پردازد قابل تصور است.

منابع:

1. AP Moura, M. Fenker, and SR Teixeira, "Anodizing of Titanium: Surface Moification and Chromium-free Coatings," Journal of Materials Engineering and Performance, vol. 21، شماره 2، ص. 270-276، 2012.

2. SS Abd El-Rehim، MA El-Sheikh، and SM Ataya, "Electrochemical anodizing of titanium: A Review," International Journal of Surface Science and Engineering, vol. 10، نه 4، ص. 322-340، 2016.

3. NC Popa، T. Pintilie، و AC Galca، "رنگ‌آمیزی مواد تیتانیوم توسط اکسیداسیون آندی تداخلی،" Applied Physics A، vol. 96، شماره 4، ص. 961-968، 2009.