Mae egwyddor graidd anodizing afliwiad tiwbiau titaniwm yn broses electrocemegol reoledig yn hytrach nag ychwanegu llifynnau. Gallwn feddwl amdano fel "tyfu" ffilm ocsid tryloyw a chaled - titaniwm deuocsid - ar wyneb titaniwm. Mae'r broses hon yn digwydd mewn electrolyte, gyda thiwb titaniwm yn gweithredu fel anod (electrod positif) a foltedd DC neu pwls.
Pan fydd cerrynt trydan yn mynd trwyddo, mae'r atomau titaniwm ar wyneb y tiwb titaniwm yn colli electronau ac yn cyfuno â'r ïonau ocsigen yn yr electrolyte, gan greu ffilm denau a thrwchus iawn o ditaniwm deuocsid. Mae'r ffilm ei hun yn ddi-liw ac yn dryloyw, felly o ble mae'r lliw cyfoethog a welwn yn dod? Mae hyn yn bennaf oherwydd yr "effaith ymyrraeth ffilm denau". Mae fel ffilm olew ar y dŵr ar ôl glaw, neu swigen o sebon sy'n chwythu allan, sy'n cymryd ar liw lliwgar. Pan fydd golau naturiol yn taro'r ffilm ocsid hynod denau hon, mae rhan o'r golau yn cael ei adlewyrchu'n uniongyrchol ar wyneb y ffilm, tra bod y rhan arall yn treiddio i'r ffilm ac yn adlewyrchu eto ar gyffordd y ffilm â'r matrics titaniwm. Pan fydd y ddau belydryn hyn o olau adlewyrchiedig yn cwrdd, mae ymyrraeth golau yn digwydd. Os yw dau grib golau yn cwrdd â'r cribau (yn yr un cyfnod), mae golau'r donfedd honno'n cael ei wella a gallwn weld y lliw; I'r gwrthwyneb, os yw'r crib yn cwrdd â'r cafn (cyfnod gyferbyn), mae'r golau yn cael ei wanhau neu hyd yn oed ei ganslo, ac ni allwn weld y lliw. Gan fod trwch y ffilm titaniwm deuocsid ar yr un drefn maint â thonfedd golau gweladwy (tua 400-700 nm), mae'r effaith ymyrraeth hon yn sylweddol. Trwy reoli trwch y ffilm ocsid yn union, mae'n bosibl rheoli pa donfeddi golau sy'n cael eu gwella a pha rai sy'n cael eu gwanhau, gan arwain at liwiau penodol. Foltedd yw'r ffactor mwyaf hanfodol wrth reoli trwch ffilm: po uchaf yw'r foltedd, y cryfaf yw grym gyrru'r maes trydan, y mwyaf trwchus yw'r ffilm ocsid a ffurfiwyd, a bydd lliw'r ymyrraeth yn newid o las, melyn euraidd, a phorffor i arlliwiau tywyllach (fel glas tywyll a gwyrdd).
Dadansoddiad Sefydlogrwydd Lliwiau
Mae sefydlogrwydd lliw tiwbiau titaniwm ar ôl anodizing yn bryder hollbwysig, ac mae cyfuniad o ffactorau mewnol ac allanol yn dylanwadu arno.
O safbwynt ffactorau mewnol, mae gan y ffilm titaniwm deuocsid hon ei hun syrthni cemegol uchel iawn a chryfder mecanyddol. Mae'n bondio'n gadarn iawn i'r matrics titaniwm ac mae'n rhan o'r tiwb titaniwm ei hun, nid ymlyniad, felly mae'n llai tueddol o gael problemau plicio fel paent neu blatio. Gall y ffilm hon hefyd wella ymwrthedd cyrydiad tiwbiau titaniwm yn fawr, sef un o'r rhesymau dros ei gymhwyso'n eang mewn amgylcheddau cemegol a morol. Felly, yn yr amgylchedd confensiynol o dymheredd ystafell, dim traul, ac nad yw'n asid cryf ac alcali, mae'r lliw a gynhyrchir gan anodizing yn eithaf sefydlog a gellir ei gynnal am flynyddoedd lawer heb bylu'n sylweddol.
Fodd bynnag, mae gan ei sefydlogrwydd rai cyfyngiadau hefyd. Yn gyntaf, mae'r lliw yn llai sefydlog yn thermol. Os caiff y tiwb titaniwm ei gynhesu'n barhaus uwchlaw 300 gradd Celsius, bydd strwythur y ffilm ocsid yn dechrau trawsnewid ffurf grisial, gan arwain at newidiadau bach yn nhrwch y ffilm a'r mynegai plygiannol, gan arwain at "drifft" lliw neu dywyllu. Ar dymheredd uwch, gall yr haen ffilm hyd yn oed fethu'n llwyr. Yn ail, mae gwisgo mecanyddol. Er bod y ffilm ocsid yn galed iawn, os yw'n parhau i rwbio a chrafu â deunyddiau anoddach, bydd yn lleihau trwch yr haen ffilm yn lleol, gan arwain at liw ysgafnach a hyd yn oed ddatgelu gwir liw titaniwm. Yn olaf, ymosodiad cemegol. Er gwaethaf ymwrthedd cyrydiad, efallai y bydd y ffilm ocsid yn dal i gael ei cyrydu a'i hydoddi mewn asid cryf poeth (ee, asid hydrofluorig, asid sylffwrig crynodedig) neu amgylchedd alcali cryf, a bydd y lliw yn diflannu'n naturiol.
Ffactorau Allweddol Sy'n Effeithio ar Newid Lliw
1. Foltedd: Dyma'r ffactor rheoli craidd a mwyaf uniongyrchol. Mae foltedd yn y bôn yn gymesur yn llinol â thrwch ffilm ocsid, ac mae trwch ffilm yn pennu lliw yn uniongyrchol. Felly, mewn cynhyrchu diwydiannol, mae rhif lliw y cynnyrch terfynol yn cael ei reoli'n fanwl gywir trwy sefydlu tabl mapio "foltedd-lliw". Er enghraifft, gall folteddau isel (fel 10-15V) gynhyrchu aur ysgafn neu las, gall folteddau canolig (20-50V) gynhyrchu porffor, glas tywyll, neu wyrdd, a gall folteddau uchel (uwchlaw 60V) gynhyrchu cyfresi gwyrdd tywyll, brown, neu hyd yn oed llwyd.
2. Cyfansoddiad electrolyte: Mae math, crynodiad, a pH yr electrolyte yn hollbwysig. Y mwyaf cyffredin a ddefnyddir yw hydoddiant asid sylffwrig gwanedig, sy'n darparu dargludedd trydanol da a chyfradd ocsideiddio gymedrol. Fodd bynnag, bydd asidau gwahanol (fel asid ffosfforig, asid cromig) neu doddiannau alcalïaidd, a hyd yn oed asidau organig yn effeithio ar gyfradd twf, mandylledd a microstrwythur yr haen ffilm oherwydd effaith catalytig neu atal eu anionau ar y broses ocsideiddio. Hyd yn oed ar yr un foltedd, gall priodweddau optegol yr haenau a gynhyrchir mewn gwahanol electrolytau amrywio ychydig, gan arwain at wahaniaethau bach yn y lliw terfynol.
3. Modd Cyfredol: Mae'r dull foltedd cyson traddodiadol yn syml i'w weithredu, ond gall dulliau cerrynt cyson mwy datblygedig neu gyflenwadau pŵer pwls ddarparu gwell rheolaeth. Mae ocsidiad pwls yn afradu gwres a gynhyrchir yn ystod yr adwaith yn effeithiol ac yn rhoi amser i'r ïonau adweithiol ymledu, gan arwain at haen ffilm ddwysach, fwy unffurf, sy'n arbennig o bwysig ar gyfer cael cynnyrch ag arwynebedd mawr a lliw unffurf.
4. Amser Ocsidiad: Mae amser yn effeithio'n bennaf ar gyfanrwydd twf ffilm. Yn y cam cychwynnol, mae angen digon o amser i'r haen ffilm dyfu i drwch sefydlog o'r foltedd cyfatebol. Fodd bynnag, os yw'r amser yn rhy hir, gall y ffilm ddiddymu neu ddod yn arw mewn rhai electrolytau, a fydd yn effeithio ar unffurfiaeth a disgleirdeb y lliw.
5. Tiwb Titaniwm Ei Hun: Gorffeniad wyneb tiwb titaniwm yw'r sylfaen. Bydd wyneb drych caboledig iawn a gorffeniad matte wedi'i sgwrio â thywod yn cyflwyno effaith weledol wahanol iawn ar ôl cael yr un anodizing. Mae wyneb wyneb y drych yn llachar ac yn llachar, fel paent metelaidd; Mae'r wyneb matte yn feddal ac yn gain, yn debycach i liw cynhenid. Yn ogystal, mae cyfansoddiad aloi a microstrwythur titaniwm hefyd yn cael effaith gynnil ar dwf unffurf y ffilm ocsid.
I grynhoi, mae anodizing tiwbiau titaniwm yn dechnoleg trin wyneb uwch-dechnoleg sy'n "ysgythru" trwch y ffilm ocsid arwyneb trwy ddulliau electrocemegol ac yn defnyddio'r egwyddor o ymyrraeth golau i'r lliw presennol. Mae ei liw yn wych ac wedi'i fondio'n gadarn i'r matrics, gan ddarparu sefydlogrwydd dyddiol rhagorol. Fodd bynnag, mae cyflawni'r canlyniadau lliw unffurf a hir a pharhaol yn gofyn am reolaeth systematig a manwl gywir ar ystod o ffactorau megis foltedd, electrolyte, amser, a chyflwr arwyneb materol.
