티타늄은 어떻게 양극산화 처리될 수 있을까?

티타늄 주얼리나 가젯이 어떻게 매끄럽고 오래가는 마감을 얻는지 궁금한 적이 있나요? 이 모든 것은 양극산화라는 흥미로운 전기화학적 공정 덕분에 가능합니다. 티타늄은 양극산화를 통해 부식에 더 강하고, 표면이 더 단단하며, 염료를 사용하지 않고도 색상을 입힐 수 있습니다. 이 기술을 작동시키는 절차와 세부 사항을 살펴보겠습니다.

티타늄은 가장 높은 품질과 수명을 보장하기 위해 신중하게 모니터링되는 일련의 공정을 사용하여 양극산화 처리됩니다. 이 절차는 소재의 전반적인 성능과 외관 및 내마모성을 향상시킵니다.

특히 직접 제작하는 프로젝트나 상업적 용도를 고려하고 있다면 티타늄의 양극 산화 처리에 대한 관심을 유지하는 것이 중요합니다.

양극산화 공정을 시작하기 전에 필요한 모든 도구를 준비하는 것이 필수적입니다. 일반적으로 0에서 120볼트 사이의 가변 전압을 공급할 수 있는 전원 공급 장치가 필요합니다. 일반적으로 희석된 황산으로 만든 전해질 용액도 필요합니다. 용액을 담는 용기, 음극용 티타늄 와이어, 양극산화 처리하려는 티타늄 물체는 모두 설정에 포함되어야 합니다.

티타늄 및 티타늄 합금의 양극산화는 현재 대부분 산성 용액에서 이루어집니다. 공정 매개변수와 양극산화 용액은 다양하며, 생성되는 산화물 층의 색상, 두께 및 특성도 다양합니다.

티타늄 및 티타늄 합금 양극산화막이 요구 사항을 충족하지 못할 경우 주요 기술은 옥살산 양극산화, 펄스 양극산화, 두꺼운 필름 양극산화, 컬러 양극산화입니다. 또한 인출의 티타늄 및 티타늄 합금 양극산화막이 관련됩니다. 여기서 컬러 양극산화에 대한 소개를 제공합니다.

티타늄 양극에서 생성된 산소는 티타늄과 반응하여 산화막을 형성하고, 이 산화막은 전압에 따라 두꺼워지고 전해질에 현탁된 티타늄 양극을 통해 전류가 흐를 때 산화막의 전류 흐름에 대한 저항이 증가합니다. 특정 전압은 특정 산화막 두께와 상관 관계가 있으며, 산화막의 색상은 두꺼워짐에 따라 달라집니다.

전해질과 마찬가지로 양극 착색 및 전기 도금에는 특별한 조건이 필요하지 않습니다. 10% 황산, 5% 황산암모늄, 5% 황산마그네슘, 1% 인산삼나트륨, 비상 시 백와인을 포함한 광범위한 수용액을 수용액에 첨가할 수 있습니다. 일반적으로 중량 기준으로 3%~5%의 인산삼나트륨을 함유한 증류 수용액을 사용할 수 있습니다. 착색 공정 중에 고전압 색상을 얻기 위해 전해질에 염소 이온이 없어야 합니다. 고온은 전해질을 손상시키고 다공성 산화막을 형성할 수 있으므로 전해질은 시원한 환경에 보관해야 합니다.

양극성 염색을 사용할 때 음극의 면적은 양극의 면적과 일치하거나 초과해야 합니다. 아티스트가 염색 면적이 매우 작을 때 종종 음극 전류 출력을 브러시의 금속 클립에 직접 용접하기 때문에 양극성 염색에서 전류 제한은 매우 중요합니다. 전류 크기를 제한하는 것은 산화막 파열과 전기 도금 부식으로 인해 유도된 과도한 전류로 인해 생성되는 것이 아니라 양극성 반응 속도, 전극 크기 및 염색 면적이 일치하도록 하는 데 중요합니다.

양극산화는 금속이나 합금에 산화막을 생성하는 전기화학적 공정의 한 유형입니다. 도금 용액이 설정되고 시편이 용액에 놓이면 양극산화가 전압이나 전류를 조정하여 산화막을 생성함으로써 시편 표면에서 일어납니다. 티타늄과 그 합금의 경우, 이 유형의 금속은 전해질 농도, 전압 및 전류 크기, 반응 시간을 제어하여 TiO 2 나노튜브에서 제어 가능한 길이와 직경의 튜브 세트를 생성하여 시편 표면이 나노 크기로 만들어집니다. 이러한 튜브는 시편 바닥에서 자라서 바닥과 밀접하게 결합합니다. 양극산화를 사용하여 티타늄 및 티타늄 합금 표면에 제조된 TiO 2 나노튜브의 실험 원리는 두 가지 주요 중요한 반응으로 요약됩니다.

Ti + 2H 2O=TiO 2 + 4H + + 4e (실제로 이 과정에는 2H 2O → O 2 + 4e + 4H + Ti + O 2 → TiO 2가 포함됩니다)

TiO 2 + 6F - + 4H +=[TiF6] 2- + 2H2O

반응식을 보면 두 가지 주요 반응 공정이 있다는 것이 분명합니다. TiO 2 생성 공정과 TiO 2 용해 공정입니다. TiO 2 용해 공정은 화학 반응인 반면 TiO 2 생성은 전기화학적 환경에서 발생합니다. 이 두 가지 사건의 순환은 궁극적으로 나노튜브 생성으로 이어집니다. TiO 2 나노튜브의 형성은 그림 1의 양극 산화 중 전류 밀도-시간 곡선에서 볼 수 있듯이 전류와 시간을 기준으로 세 단계로 나눌 수 있습니다. 전류는 양극 산화 반응에서도 중요합니다.

그림 1 양극산화 공정 중 전류밀도-시간 곡선

1단계에서는 TiO 산화물 층이 형성되고, 반응이 막 시작되어 저항이 작고, 큰 전류가 생성된다. 이 TiO 막은 TiO 막 장벽 층에 의해 생성된다. 2단계에서는 1단계 TiO 막에 의해 생성된 장벽 층이 용해되기 시작한다. 일정 두께에 이르면 회로 내 전류가 점차 평활한 상태로 회복되어 TiO 막이 국부적으로 용해되고 수많은 작은 구멍이 생성되었음을 나타낸다. 3단계에서는 TiO 나노튜브가 형성되고, 미세기공의 2단계는 시편의 표면 전위가 높고 낮음에 의해 형성되고, 전기장은 낮은 오목부의 구멍에 더욱 집중되어 이 영역의 산화는 산화물 층의 연속적인 이동 반응과 함께 Ti4에 의해 생성된 산화 반응에 의해 가속화되어 산화물 층의 산화 층이 용해되고 나노기공 산화물 층의 상단은 느린 속도로 용해되고, 구멍의 하단은 산화물 층의 산화 층에 의해 발생한 전위에 의해 용해됩니다. 나노기공 상단의 산화물 층의 용해는 느리고, 전기적 전위에 의해 발생한 기공 하단의 산화물 층의 용해는 빠르기 때문에 원래 생성된 작은 미세기공은 계속 용해되고 확장되어 점차 나노튜브를 생성합니다.

티타늄을 양극산화 처리하는 데는 여러 가지 장점이 있는데, 그 중 하나는 페인트나 염료가 필요 없이 생생한 색상을 생성할 수 있다는 것입니다. 산화막 표면과 그 아래의 금속에서 반사되는 빛파의 간섭으로 인해 색조가 생깁니다. 양극산화 공정 중에 제공되는 전압을 변경하여 산화막의 두께를 제어하여 생성된 색상을 변경할 수 있습니다.

약한 산화막과 고르지 않은 색상은 일반적인 양극산화 문제입니다. 이러한 문제는 종종 부적절한 표면 준비, 전해질 오염 또는 불규칙한 전류로 인해 발생합니다. 작업 공간을 정리하고 전원 공급을 안정적으로 유지하면 이러한 문제를 줄이는 데 도움이 될 수 있습니다.

티타늄 양극산화는 금속의 탄력성과 시각적 매력을 크게 개선하기 때문에 상업적 및 가정용으로 모두 중요한 절차입니다. 적절한 도구와 기술을 사용하면 강하고 생생한 마감을 얻는 것이 간단합니다. 자세한 내용은 euros.yang@xuboti.com으로 문의하세요.

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