Istraživanje kontrole ujednačenosti anodiziranog filma od legure titana

Koncentracija elektrolita jedan je od ključnih parametara koji određuju brzinu stvaranja filma anodizacije i kvalitetu filma legure titana. Previsoka koncentracija značajno će ubrzati rast oksidnog filma, ali prebrz proces stvaranja filma može lako izazvati lokalni slom ili "ablaciju", što rezultira labavom mikrostrukturom i povećanom hrapavošću površine, što zauzvrat utječe na ujednačenost učinka optičke interferencije i dovodi do neravnomjernog razvoja boje. Na primjer, u elektrolitima fosforne kiseline, ako je koncentracija fosforne kiseline visoka, oksidni film formiran na površini titanijske legure često je gust i neravan, a područje ablacije izlaže matricu zbog oštećenja sloja filma, stvarajući očitu razliku u boji i chiaroscuro kontrast s okolnim područjem.

Naprotiv, ako je koncentracija elektrolita preniska, pokretačka sila-koje stvara film je nedovoljna, a oksidni film sporo raste, što otežava stvaranje sloja filma guste strukture i jednolike debljine. Ova vrsta filma ne samo da smanjuje mehanička svojstva i otpornost na koroziju, već također utječe na njegova optička svojstva, manifestirajući se kao mutna boja i neravnomjerna raspodjela. Na primjer, u elektrolitu sumporne kiseline niske-koncentracije, dobiveni oksidni film obično je tanak, labave strukture, svijetle boje i očito mrljast.

Temperatura elektrolita ima ključni utjecaj na kvalitetu strukture i postojanost boje oksidnog filma. Povećanje temperature će povećati pokretljivost iona, pojačati poremećaj reakcijskog sustava, uzrokovati fluktuacije struje i napona, a zatim dovesti do neravnoteže lokalne brzine rasta sloja filma i smanjiti ukupnu jednolikost. Osim toga, visoke temperature mogu izazvati nuspojave, kao što je lokalno otapanje ili rekristalizacija oksidnog filma, što dodatno narušava kontinuitet sloja filma.

Kada je temperatura elektrolita previsoka, reakcija površinske oksidacije legure titana je burna, a sloj filma na nekim područjima se prebrzo zgusne, tvoreći uzdignutu strukturu, dok je debljina filma na drugim područjima tanka, što rezultira nedosljednom interferencijom boje uzrokovane razlikom u debljini filma. U uvjetima niske temperature, kinetika reakcije je ograničena, brzina stvaranja filma značajno se smanjuje, a stupanj oksidacije varira u različitim regijama, što je sklono "cvjetanju", odnosno na površini se pojavljuje plak ili prugasta razlika u boji. Na primjer, u kromatnom elektrolitu niske{2}}temperature, filmovi oksida od legure titana često rastu neravnomjerno, s očitom distribucijom mrlja u boji.

Oksidacijski napon ključni je parametar koji regulira debljinu anodizirajućeg filma i vrste interferencijskih boja titanovih legura. Kada je napon prenizak, jakost električnog polja nije dovoljna da pokrene potpunu reakciju oksidacije, stopa stvaranja filma je spora, a debljina filma je nedovoljna, što otežava stvaranje pune i svijetle strukturne boje, što utječe na izgled i funkcionalnost.

Međutim, previsoki napon nosi višestruke rizike: s jedne strane, prekoračenje kritičnog probojnog napona dovest će do lokalnog proboja dielektrika, što će rezultirati oštećenjem filma; S druge strane, stres rasta sloja filma povećava se pod visokim naponom, što može lako uzrokovati neravnomjernu raspodjelu debljine filma, što zauzvrat dovodi do različitih nijansi boje. Brzina promjene napona također treba biti strogo kontrolirana, a prebrza rampa napona učinit će strukturu filma preteškom za reorganizaciju i stabilizaciju, što će rezultirati zamućenim prijelazima boja i nejasnim granicama.

U procesu visokog-napona, površina titanijske legure može imati točkasti ili linearni slom, sloj filma u području sloma ne radi, a okolno područje je nenormalno u formiranju filma zbog izobličenja električnog polja, formirajući lokalne svijetle točke ili tamna područja, što ozbiljno utječe na vizualnu konzistentnost.

Vrijeme oksidacije izravno utječe na konačnu debljinu i strukturni integritet sloja filma. Ako je vrijeme prekratko, oksidni film ne može dovoljno narasti, debljina filma je nedovoljna, a struktura nije gusta, što rezultira svijetlom bojom i neravnomjernom raspodjelom, čime se ne mogu postići učinkovita površinska zaštita i dekorativni efekti.

Međutim, predugo vrijeme oksidacije također može dovesti do negativnih učinaka: kako reakcija napreduje, brzina rasta filma postupno se usporava, a učinak korozije međupovršina se povećava, a prekomjerna oksidacija može dovesti do labavog, poroznog, pa čak i lokalnog ljuštenja sloja filma. Takvi strukturni nedostaci mogu ozbiljno pogoršati ujednačenost boje, vezivanje i otpornost na koroziju sloja filma. Tipično, vrijeme za eloksiranje legura titana trebalo bi biti postavljeno između 30 sekundi i 600 sekundi, ovisno o specifičnom sustavu elektrolita i cilju procesa.

Tijekom dugotrajnog -procesa oksidacije, sloj filma kontinuirano je izložen elektrolitu, što može uzrokovati lokalno kemijsko otapanje, stvaranje mikropora i pukotina, što rezultira smanjenjem optičkih svojstava i gubitkom zaštitne funkcije.

Gustoća struje ključni je parametar koji određuje brzinu rasta oksidnog filma, a ujednačenost njegove distribucije izravno određuje dosljednost između debljine filma i boje. Ako je trenutna distribucija gustoće neravnomjerna, to će dovesti do razlika u stopama stvaranja filma u različitim regijama, uzrokujući gradijent debljine filma, a zatim stvarajući fenomen "cvjetanja" zbog različitih uvjeta interferencije. Na primjer, neodgovarajući raspored elektroda uzrokovat će visoku gustoću struje na rubu izratka ili blizu područja pola, a sloj filma u ovom području će rasti prebrzo, što može uzrokovati grubo zadebljanje ili ablaciju. Područje udaljeno od elektrode je tanko i svijetle boje zbog nedovoljne gustoće struje, stvarajući očite trake ili plakove.

Stoga su ispravan dizajn alata i raspored elektroda bitni za postizanje ravnomjerne distribucije strujnog polja i preduvjeti su za dobivanje visoko-kvalitetnih i dosljednih boja.