Bagaimana cara menganodisasi Titanium?

Pernah bertanya-tanya bagaimana hasil akhir yang ramping dan tahan lama pada peralatan atau perhiasan titanium Anda bisa dicapai? Itu semua berkat proses elektrokimia menarik yang disebut anodisasi. Titanium anodisasi meningkatkan ketahanan terhadap korosi, meningkatkan kekerasan permukaan, dan memungkinkan pewarnaan tanpa pewarna. Mari selami langkah-langkah dan detail yang mewujudkan teknologi ini.

Titanium anodisasi melibatkan serangkaian langkah terkontrol untuk memastikan hasil akhir dan daya tahan terbaik. Proses ini tidak hanya meningkatkan estetika material dan ketahanan aus namun juga meningkatkan fungsionalitas secara keseluruhan.**

Mempertahankan minat dalam anodisasi titanium sangatlah penting, terutama jika Anda sedang mencari proyek DIY atau aplikasi industri.

 

Peralatan Apa yang Anda Butuhkan?

Sebelum Anda memulai proses anodisasi, penting untuk menyiapkan peralatan yang tepat. Anda memerlukan catu daya yang mampu menghasilkan tegangan variabel, biasanya antara 0 dan 120 volt. Anda juga memerlukan larutan elektrolit, biasanya terdiri dari asam sulfat encer. Penyiapannya harus mencakup wadah untuk larutan, kawat titanium untuk katoda, dan, tentu saja, potongan titanium yang ingin Anda anodisasi.

 

Proses Anodisasi Langkah demi Langkah?

Saat ini, anodisasi titanium dan paduan titanium terutama dilakukan dalam larutan asam. Larutan oksidasi anodik dan kondisi prosesnya berbeda, warna, ketebalan dan kinerja film oksida yang diperoleh berbeda.

Metode utamanya adalah oksidasi anodik asam oksalat, oksidasi anodik pulsa, oksidasi anodik film tebal, pewarnaan oksidasi anodik, ketika film oksidasi anodik titanium dan paduan titanium tidak dapat memenuhi persyaratan, tetapi juga melibatkan film oksidasi anodik titanium dan paduan titanium dari penarikan. Berikut ini adalah pengenalan anodisasi warna.

Warna permukaan titanium tidak hanya berguna dalam produksi, tetapi juga memiliki nilai seni tertentu. Dalam kondisi gasifikasi anoda yang sesuai, permukaan titanium yang dihasilkan oleh film oksida transparan mudah membentuk warna interferensi akan menghasilkan nilai seni yang kaya warna, sarana artistik dalam kerajinan logam, tekstil, fotografi, patung dan arsitektur memiliki potensi penerapan.

Ketika arus melewati anoda titanium yang tersuspensi dalam elektrolit, oksigen yang dihasilkan pada anoda titanium bereaksi dengan titanium untuk membentuk lapisan oksida, yang ketebalannya meningkat seiring dengan tegangan, dan pada saat yang sama, penghalang oksida film ke peningkatan saat ini. Tegangan tertentu sesuai dengan ketebalan film oksida tertentu, dan warna film oksida berubah seiring dengan ketebalan film oksida.

Proses pewarnaan anodik dan elektroplating serupa dengan elektrolit, tidak ada persyaratan khusus. 10% asam sulfat, 5% amonium sulfat, 5% magnesium sulfat, 1% trinatrium fosfat dan berbagai larutan berair lainnya, dan bahkan anggur putih bila diperlukan sangat mendesak dapat diterapkan pada larutan berair. Umumnya, 3%-5% berat trinatrium fosfat dapat digunakan sebagai larutan air suling. Ion klorin tidak boleh terkandung dalam elektrolit dalam proses pewarnaan untuk mendapatkan warna bertegangan tinggi. Elektrolit harus ditempatkan di tempat yang sejuk karena suhu tinggi dapat menyebabkan kerusakan elektrolit dan mengakibatkan lapisan oksida berpori.

Pada pewarnaan anodik, luas katoda yang digunakan harus sama atau lebih besar dari luas anoda. Batasan arus sangat penting dalam pewarnaan anodik, karena seniman sering kali mengelas keluaran arus katoda langsung ke klip logam kuas, bila area pewarnaan sangat kecil. Agar kecepatan reaksi anodik dan ukuran elektroda serta luas pewarnaan sesuai, bukan karena arus berlebih yang disebabkan oleh pecahnya film oksida dan korosi galvanik, maka perlu dibatasi ukuran arus.

Hubungan antara tegangan dan warna film θ=25 derajat ,t=10min
U/V	10	15	20	25	30	35	40	45	50	55
Elektrolit 1	Cokelat	Ungu	biru ungu	biru	biru muda	biru hijau	hijau muda	kuning hijau	kuning	cokelat
Elektrolit 2	Cokelat	Ungu	biru ungu	biru	biru muda	biru hijau	hijau muda	kuning hijau	kuning	cokelat

 

Bagaimana Cara Kerja Sains?

Oksidasi anodik adalah salah satu metode elektrokimia untuk menghasilkan lapisan film oksida pada logam atau paduan, setelah larutan pelapis dikonfigurasi terlebih dahulu dan spesimen ditempatkan di dalamnya, oksidasi anodik terjadi pada permukaan spesimen dengan mengatur tegangan atau arus. untuk menghasilkan film oksida, dan untuk titanium dan paduannya, jenis logam ini, dapat disesuaikan untuk menyesuaikan konsentrasi elektrolit, besarnya tegangan dan arus, dan waktu reaksi, untuk mendapatkan serangkaian panjang dan kontrol yang dapat dikontrol. diameter tabung dalam tabung nano TiO 2, sehingga mewujudkan ukuran nano permukaan spesimen, tabung ini tumbuh dari permukaan dasar spesimen dan bergabung erat dengan alasnya, prinsip eksperimental tabung nano TiO 2 disiapkan pada permukaan titanium dan titanium paduan menggunakan oksidasi anodik dirangkum dalam dua reaksi penting utama:

Ti + 2H 2O=TiO 2 + 4H + + 4e (proses sebenarnya mencakup 2H 2O → O 2 + 4e + 4H + Ti + O 2 → TiO 2)

TiO 2 + 6F - + 4H +=[TiF 6] 2- + 2H 2O

Dengan mengamati rumus reaksi, terlihat bahwa ada dua proses reaksi utama: yang pertama adalah proses pembentukan TiO 2 dan yang lainnya adalah proses pelarutan TiO 2. Pembentukan TiO 2 dilakukan dalam lingkungan elektrokimia, sedangkan proses pelarutan TiO 2 merupakan reaksi kimia, dan nanotube akhirnya dihasilkan melalui siklus kedua reaksi tersebut. Arus juga memainkan peran kunci dalam reaksi oksidasi anodik, dan pembentukan nanotube TiO 2 dapat dibagi menjadi tiga tahap jika dibagi menurut arus dan waktu, seperti yang ditunjukkan pada kurva kepadatan-waktu arus selama oksidasi anodik pada Gambar. .

Gambar 1 Kurva kepadatan arus-waktu selama proses oksidasi anodik

Pada tahap pertama, pembentukan lapisan oksida TiO, reaksi baru saja dimulai, hambatannya kecil dan menghasilkan arus yang besar, permukaan Ti menghasilkan film TiO, kami menyebutnya lapisan penghalang film; tahap kedua, dihasilkan oleh tahap pertama lapisan penghalang film TiO mulai larut, ketika lapisan penghalang menghasilkan ketebalan tertentu, arus dalam rangkaian secara perlahan dikembalikan ke kelancaran, yaitu ketika film TiO terlokalisasi pembubaran dan produksi banyak lubang kecil; tahap ketiga, pembentukan nanotube TiO, tahap kedua terbentuk mikropori yang disebabkan oleh potensial permukaan spesimen tinggi dan rendah, medan listrik lebih banyak berkumpul pada lubang cekung rendah, sehingga terjadi oksidasi wilayah ini dipercepat oleh reaksi oksidasi yang dihasilkan oleh Ti 4 bersamaan dengan reaksi pergerakan lapisan oksida yang terus menerus, mengakibatkan lapisan oksidatif dari lapisan oksida terlarut, dan bagian atas lapisan nanopori oksida larut dengan lambat. kecepatan, dasar lubang oleh potensial yang disebabkan oleh lapisan oksidatif dari lapisan oksida terlarut. Pelarutan lapisan oksida di bagian atas nanopori lambat, dan pelarutan lapisan oksida di bagian bawah pori menyebabkan oleh potensi listriknya yang cepat, sehingga mikropori kecil yang semula dihasilkan terus larut dan meluas dan secara bertahap menghasilkan nanotube.

 

Bisakah Anda Menyesuaikan Warnanya?

Salah satu aspek yang paling menarik dari titanium anodisasi adalah kemampuannya untuk menciptakan warna-warna cerah tanpa pewarna atau cat. Warna tersebut dihasilkan dari interferensi gelombang cahaya yang dipantulkan permukaan lapisan oksida dan logam di bawahnya. Dengan mengatur tegangan yang diberikan selama proses anodisasi, Anda dapat mengontrol ketebalan lapisan oksida, sehingga mengubah warna yang dihasilkan.

 

Memecahkan Masalah Umum

Masalah umum dalam proses anodisasi meliputi warna yang tidak merata dan lapisan oksida yang lemah. Masalah ini sering kali disebabkan oleh persiapan permukaan yang tidak tepat, kontaminasi elektrolit, atau ketidakkonsistenan arus listrik. Menjaga lingkungan kerja yang bersih dan pasokan daya yang stabil dapat membantu meminimalkan masalah ini.

 

Kesimpulan

Anodisasi titanium secara signifikan meningkatkan daya tahan dan daya tarik estetika logam, menjadikannya proses yang sangat berharga baik untuk aplikasi industri maupun pribadi. Dengan teknik dan peralatan yang tepat, mendapatkan hasil akhir yang kuat dan berwarna sangatlah mudah. Untuk wawasan lebih lanjut, hubungi saya di euros.yang@xuboti.com.