Bagaimana Titanium Dapat Dianodisasi?

Pernahkah Anda bertanya-tanya bagaimana perhiasan atau gawai titanium Anda memperoleh hasil akhir yang halus dan tahan lama? Semua itu mungkin terjadi berkat proses elektrokimia yang menarik yang dikenal sebagai anodisasi. Titanium dapat dibuat lebih tahan terhadap korosi, memiliki permukaan yang lebih keras, dan dapat diwarnai tanpa menggunakan pewarna dengan cara anodisasi. Mari kita telaah prosedur dan hal-hal spesifik yang membuat teknologi ini berfungsi.

Titanium dianodisasi menggunakan serangkaian proses yang diawasi secara ketat untuk menjamin kualitas dan keawetan tertinggi. Prosedur ini meningkatkan kinerja umum material serta tampilan dan ketahanannya terhadap keausan.

Penting untuk menjaga minat Anda dalam anodisasi titanium tetap hidup, terutama apakah Anda mempertimbangkan proyek yang dikerjakan sendiri atau penggunaan komersial.

Menyiapkan semua peralatan yang diperlukan sangat penting sebelum Anda memulai proses anodisasi. Diperlukan catu daya yang dapat mengalirkan tegangan variabel, biasanya antara 0 dan 120 volt. Larutan elektrolit, yang biasanya terbuat dari asam sulfat encer, juga diperlukan. Wadah untuk larutan, kawat titanium untuk katode, dan objek titanium yang ingin Anda anodisasi semuanya harus menjadi bagian dari persiapan.

Anodisasi titanium dan paduan titanium saat ini sebagian besar dilakukan dalam larutan asam. Parameter proses dan larutan oksidasi anoda bervariasi, begitu pula warna, ketebalan, dan sifat lapisan oksida yang dihasilkan.

Bila lapisan film oksidasi anoda titanium dan paduan titanium tidak dapat memenuhi persyaratan, teknik utamanya adalah oksidasi anoda asam oksalat, oksidasi anoda pulsa, oksidasi anoda lapisan tebal, dan oksidasi anoda pewarnaan. Selain itu, lapisan film oksidasi anoda titanium dan paduan titanium dari penarikan juga terlibat. Pengantar tentang anodisasi warna disediakan di sini.

Oksigen yang dihasilkan pada anoda titanium bereaksi dengan titanium untuk membentuk lapisan oksida, yang menebal dengan tegangan dan meningkatkan resistansi lapisan oksida terhadap aliran arus saat arus mengalir melalui anoda titanium yang tersuspensi dalam elektrolit. Tegangan tertentu berkorelasi dengan ketebalan lapisan oksida tertentu, dan warna lapisan oksida bervariasi saat menebal.

Mirip dengan elektrolit, pewarnaan anoda dan pelapisan listrik tidak memerlukan kondisi khusus. Berbagai macam larutan berair, termasuk 10% asam sulfat, 5% amonium sulfat, 5% magnesium sulfat, 1% trisodium fosfat, dan, dalam keadaan darurat, anggur putih, dapat ditambahkan ke larutan berair. Secara umum, larutan berair suling yang mengandung 3%–5% berat trisodium fosfat dapat digunakan. Untuk memperoleh warna tegangan tinggi selama proses pewarnaan, ion klorin tidak boleh ada dalam elektrolit. Karena suhu tinggi dapat merusak elektrolit dan menghasilkan lapisan oksida berpori, elektrolit harus disimpan di lingkungan yang dingin.

Saat menggunakan pewarnaan anoda, luas katode harus sama atau melebihi luas anoda. Karena seniman sering mengelas arus keluaran katode langsung ke klip logam kuas saat luas pewarnaan sangat kecil, pembatasan arus sangat penting dalam pewarnaan anoda. Membatasi ukuran arus penting untuk memastikan bahwa kecepatan reaksi anoda, ukuran elektroda, dan luas pewarnaan sesuai, daripada dihasilkan oleh arus berlebih yang disebabkan oleh pecahnya lapisan oksida dan korosi galvanik.

Oksidasi anodik adalah jenis proses elektrokimia yang menciptakan lapisan oksida pada logam atau paduan. Setelah larutan pelapisan disiapkan dan spesimen ditempatkan di dalamnya, oksidasi anodik terjadi pada permukaan spesimen dengan menyesuaikan tegangan atau arus untuk menciptakan lapisan oksida. Untuk titanium dan paduannya, jenis logam ini dapat disesuaikan untuk mengendalikan konsentrasi elektrolit, besarnya tegangan dan arus, dan waktu reaksi, untuk menciptakan serangkaian panjang dan diameter tabung yang dapat dikontrol dalam tabung nano TiO2, yang menghasilkan ukuran nano permukaan spesimen. Tabung-tabung ini tumbuh dari dasar spesimen dan menyatu erat dengan dasar, prinsip eksperimen tabung nano TiO2 yang disiapkan pada permukaan titanium dan paduan titanium 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

Jelas dengan melihat rumus reaksi bahwa ada dua proses reaksi utama: proses pembentukan TiO2 dan proses pelarutan TiO2. Proses pelarutan TiO2 adalah reaksi kimia, sedangkan pembentukan TiO2 terjadi dalam lingkungan elektrokimia. Siklus kedua peristiwa ini pada akhirnya menghasilkan produksi nanotube. Pembentukan nanotube TiO2 dapat dibagi menjadi tiga tahap berdasarkan arus dan waktu, seperti yang terlihat pada kurva kerapatan arus-waktu selama oksidasi anoda pada Gambar 1. Arus juga penting dalam reaksi oksidasi anoda.

Gambar 1 Kurva rapat arus-waktu selama proses oksidasi anoda

Pada tahap pertama, lapisan oksida TiO terbentuk; reaksi baru saja dimulai, resistansinya kecil, dan arus besar dihasilkan; film TiO ini dihasilkan oleh lapisan penghalang film TiO; pada tahap kedua, lapisan penghalang yang dihasilkan oleh tahap pertama film TiO mulai larut; pada ketebalan tertentu, arus di sirkuit secara bertahap dipulihkan ke keadaan lancar, yang menunjukkan pembubaran film TiO terlokalisasi dan produksi banyak lubang kecil; pada tahap ketiga, nanotube TiO terbentuk, dibentuk oleh tahap kedua dari mikropori yang disebabkan oleh potensi permukaan spesimen yang tinggi dan rendah, medan listrik lebih terkonsentrasi di lubang cekung rendah, sehingga oksidasi wilayah ini dipercepat oleh reaksi oksidasi yang dihasilkan oleh Ti 4 bersama dengan reaksi gerakan lapisan oksida yang berkelanjutan, yang mengakibatkan lapisan oksidatif dari lapisan oksida terlarut, dan bagian atas lapisan oksida nanopore terlarut dengan kecepatan lambat, bagian bawah lubang oleh potensi yang disebabkan oleh lapisan oksidatif lapisan oksida terlarut Pembubaran lapisan oksida di bagian atas nanopore lambat, dan pembubaran lapisan oksida di bagian bawah pori yang disebabkan oleh potensi listrik cepat, sehingga mikropori kecil yang awalnya dihasilkan terus larut dan meluas dan secara bertahap menghasilkan nanotube.

Anodisasi titanium memiliki banyak keuntungan, salah satunya adalah kemampuannya menghasilkan warna-warna cerah tanpa perlu cat atau pewarna. Interferensi gelombang cahaya yang memantul dari permukaan lapisan oksida dan logam di bawahnya menyebabkan rona warna. Anda dapat memvariasikan warna yang dihasilkan dengan mengendalikan ketebalan lapisan oksida dengan memvariasikan voltase yang diberikan selama proses anodisasi.

Lapisan oksida yang lemah dan warna yang tidak merata merupakan masalah umum dalam proses anodisasi. Masalah ini sering kali disebabkan oleh persiapan permukaan yang tidak memadai, kontaminasi elektrolit, atau arus listrik yang tidak teratur. Menjaga tempat kerja tetap rapi dan pasokan listrik tetap stabil dapat membantu mengurangi masalah ini.

Anodisasi titanium merupakan prosedur penting untuk penggunaan komersial dan domestik karena dapat meningkatkan ketahanan dan daya tarik visual logam secara signifikan. Sangat mudah untuk mendapatkan hasil akhir yang kuat dan cemerlang dengan peralatan dan teknik yang tepat. Silakan hubungi saya di euros.yang@xuboti.com untuk informasi lebih lanjut.

Lihat Lebih Banyak