Eloxovanie titánom so svojím jedinečným-efektom zmeny farby je veľmi obľúbené v priemyselnom dizajne a špičkovej{1}}výrobe. Táto farba nepochádza z vonkajšieho náteru, ale vzniká precíznou kontrolou hrúbky oxidového filmu na povrchu pomocou princípu interferencie svetla. Keď sa hrúbka oxidového filmu mení presne v rozsahu 10-250 nanometrov, povrch bude vykazovať nepretržité farebné zmeny od svetlozlatej, tmavomodrej až po fialovú. Táto povrchová-technológia farbenia nielenže dosahuje atómovú kombináciu farby a matrice, ale tiež výrazne prevyšuje tradičné procesy farbenia, pokiaľ ide o trvanlivosť a ochranu životného prostredia, a stala sa preferovaným riešením povrchovej úpravy v lekárskych prístrojoch, leteckom priemysle a špičkovom spotrebnom tovare.
Eloxovaním zliatiny titánu sa dosahuje zmena farby rastom filmu oxidu TiO₂ na kovovom povrchu in situ, čo sa zásadne líši od tradičných procesov poťahovania. Jeho mechanizmus vývoja farby vychádza z efektu svetelnej interferencie: presne kontrolovaná hrúbka oxidového filmu (zvyčajne v rozsahu 10-250 nm) interferuje s dopadajúcim svetlom, čo vedie k špecifickej štruktúrnej farbe. Pri každom zvýšení hrúbky filmu o 10 nm sa farba pozorovateľne mení, od svetlozlatej po tmavomodrú a nakoniec fialovú.
Faktory ovplyvňujúce farebnú stálosť
Eloxovaný film je metalurgicky spojený s matricou a nespôsobuje odlupovanie povlaku, ale zmeny farby spôsobia nasledujúce faktory:
I. Zmena farby spôsobená mechanickým opotrebovaním
Oxidový film je hrubý len mikrón a tvrdosť (HV 300-500) je zvyčajne nižšia ako tvrdosť matrice. Nepretržité trenie môže viesť k stenčeniu hrúbky filmu, čo spôsobí farebný posun: miestne mierne opotrebenie vybledne modrú na svetlo zlatú a silné opotrebenie úplne odkryje striebristo bielu matricu. Toto progresívne zafarbenie sa zásadne líši od odlupovania povlaku.
Faktory ovplyvňujúce farebnú stálosť
II. Chemický útok spôsobuje degradáciu farby
Hoci je TiO₂ inertný, určité prostredia môžu vrstvu stále erodovať:
- Strong acids (such as concentrated hydrochloric acid) and strong alkali (pH>12) prostredia rozpustia oxidový film
- Chloridové ióny (pobrežné prostredie) a sulfidy (priemyselné oblasti) spúšťajú jamkovú koróziu
- Dlhodobé-vystavenie organickým rozpúšťadlám môže viesť k pasivácii povrchu
Tieto chemické látky môžu spôsobiť zníženie sýtosti farieb a zahmlené škvrnitosti, a nie lokalizované vypadávanie.
Faktory ovplyvňujúce farebnú stálosť
III. Termogénna štrukturálna transformácia*
Keď teplota presiahne 300 stupňov, oxidový film prechádza fázovou zmenou a zahusťuje:
- 300-450 stupeň: formovanie anatasovej fázy, farebný posun smerom k tmavším farbám
- >600 stupňov: Rutilový fázový prechod s praskaním membrány
Tento proces je nevratný a zmeny farby sa riadia špecifickými zákonmi, ktoré je možné presne kontrolovať tepelným spracovaním.
Technické výhody a použiteľné hranice
Táto technológia je vhodná najmä pre scenáre, kde je náročná sila spoja (napr. medicínske prístroje, letecké komponenty) a jej farebná stálosť môže byť zachovaná viac ako desať rokov v bežnom vnútornom prostredí. V prípade vysokého-opotrebenia alebo vysoko korozívneho prostredia predĺžte životnosť farby pomocou povrchového utesnenia alebo štruktúr na ochranu dizajnu.
Vďaka pochopeniu týchto mechanizmov{0}}zmeny farieb a ich okrajových podmienok môžu dizajnéri presnejšie použiť proces anodizácie titánu na dosiahnutie dlhotrvajúceho{1}} a stabilného farebného vyjadrenia v kontrolovanom rozsahu.
