ما هو بأكسيد التيتانيوم

ما هو بأكسيد التيتانيوم؟

التيتانيوم المؤكسد هو عملية معالجة سطحية تم استخدامها منذ منتصف عشرينيات القرن العشرين. ويتضمن استخدام التفاعل الكهروكيميائي للطبقة الخارجية من التيتانيوم التي توفر طبقة من الأكسيد على المستوى السطحي. يتم زيادة مساحة السطح ويتم تعزيز التعب والتآكل ومقاومة التآكل بهذه الطريقة.

أنودة التيتانيومهي دورة تستخدم على نطاق واسع في العديد من المشاريع، بما في ذلك الطيران والسريرية والسيارات والأحجار الكريمة. تتضمن الدورة استخدام تدفق كهربائي إلى وعاء التيتانيوم، مما يغير تصميم سطح المعدن، مما يجعل سطحًا آمنًا بشكل استثنائي ومقاومًا للتآكل.

أنواع أنودة التيتانيوم

هناك نوعان أساسيان من أنودة التيتانيوم، المعروفين باسم أنودة النوع 2 والنوع 3. يتم استخدام الأنودة من النوع 2 بشكل أساسي للعمل على صلابة السطح وعرقلة الأكسدة للتيتانيوم. ويتضمن استخدام تيار كهربائي على سطح التيتانيوم، مما يؤدي إلى تكوين طبقة أكسيد سطحية قابلة للنفاذ ويمكن تلوينها بأنواع مختلفة.

من ناحية أخرى، فإن الأنودة من النوع 3 هي طريقة طويلة الأمد وتترك طبقة أكسيد صلبة سميكة على سطح التيتانيوم. تعد صناعة الطيران هي التطبيق الأكثر شيوعًا لهذا النوع من الأنودة نظرًا لأهمية متانة الطبقة وحمايتها.

الاختلافات الرئيسية بين النوع 2 والنوع 3 أنودة التيتانيوم

التناقضات الحرجة بين أنودة التيتانيوم من النوع 2 والنوع 3 هي سمك طبقة الأكسيد وقوة الغطاء. تُنشئ الأنودة من النوع 2 بانتظام طبقة أكسيد تتراوح سماكتها بين 0.1 و2 ميكرون، في حين أن الأنودة من النوع 3 يمكن أن توفر طبقة أكسيد تعتمد حقًا على سمك 150 ميكرون. علاوة على ذلك، فإن نوع المادة المانعة للتسرب المستخدمة لإغلاق مسام الأنودة يختلف عادة بين نوعي الأنودة.

كيف تعمل الأنودة مع التيتانيوم؟

أنودة التيتانيوم هي دورة كهروكيميائية تتضمن استخدام التدفق الكهربائي للمعدن. خلال الدورة، يتم غمر جزء التيتانيوم في ترتيب إلكتروليتي، والذي يحتوي عمومًا على مزيج من مادة أكالة الكبريتيك والماء.

استخدام التدفق الكهربائي يجعل جزيئات الأكسجين تنتقل إلى الطبقة الخارجية من التيتانيوم، لتشكل طبقة رقيقة من الأكسيد. مع تطور طبقة الأكسيد، تصبح قابلة للنفاذ، مع الأخذ في الاعتبار الألوان أو الطلاءات المختلفة التي سيتم تطبيقها على السطح.

بعد وضع الغطاء، يتم تثبيت الجزء لمنع أي أكسدة أو استهلاك إضافي. عادة ما يتم استخدام المواد المانعة للتسرب الكيميائية أو غلي الجزء في الماء المقطر لتحقيق ذلك.

كيف يعمل أنودة لون التيتانيوم؟

أنودة لون التيتانيوم هي عملية أنودة متخصصة تمنح سطح التيتانيوم مجموعة متنوعة من الألوان. هناك طرق مختلفة لعمل تنوع على الطبقة الخارجية للتيتانيوم، بما في ذلك استخدام الألوان أو عن طريق استخدام التدفق الكهربائي لإجراء أكسدة متحكم فيها للمعدن.

إحدى الاستراتيجيات الأكثر شهرة للحصول على عدد كبير من الأصناف هي استخدام تفاعل يسمى تظليل المعاوقة. خلال هذه الدورة، أبأكسيد التيتانيوميتم وضع الجزء في غرفة مفرغة وعرضه على مصدر الضوء. يتم إنتاج مجموعة متنوعة من الألوان نتيجة تفاعل الضوء مع طبقة الأكسيد الموجودة على سطح التيتانيوم.

كيفية القيام بالنوع 3 من أنودة التيتانيوم الملونة

أنودة التيتانيوم الملونة من النوع 3 هي عملية متخصصة يمكنها إنتاج مجموعة متنوعة من الألوان بالإضافة إلى طبقة سميكة صلبة من الأكسيد على سطح التيتانيوم.

يتم استخدام جهاز إلكتروني يُعرف باسم مصدر الطاقة في الإجراء لتوصيل كمية محددة من التيار الكهربائي إلى مكون التيتانيوم. يتم بعد ذلك غمر الجزء في ترتيب إلكتروليتي، ويُسمح للتيار بالمرور عبر الترتيب، مكونًا طبقة سميكة صلبة من الأكسيد على الطبقة الخارجية للتيتانيوم.

عندما يتم تأكسد جزء التيتانيوم، يمكن بعد ذلك تلوين مجموعة من الأنواع باستخدام استراتيجيات مختلفة، بما في ذلك تظليل العوائق أو استخدام الألوان.

في الختام، التيتانيوم الذي تم تأكسده هو وسيلة ممتازة لمعالجة سطح أجزاء التيتانيوم. لديها عدد من المزايا، بما في ذلك زيادة مقاومة التآكل، ومقاومة التآكل، والمظهر الجذاب. من خلال فهم الأنواع المختلفة من أنودة التيتانيوم، وكيفية عمل التفاعل، يمكن تصور إنشاء أجزاء تيتانيوم مؤكسدة ممتازة تعالج مشكلات مجموعة واسعة من الصناعات.

مراجع:

1. AP Moura، M. Fenker، و SR Teixeira، "أنودة التيتانيوم: تعديل السطح والطلاءات الخالية من الكروم"، مجلة هندسة المواد والأداء، المجلد. 21، لا. 2، ص. 270-276، 2012.

2. س.س. عبد الرحيم، م.ش. الشيخ، و.س.م عطايا، "الأكسدة الكهروكيميائية للتيتانيوم: مراجعة"، المجلة الدولية لعلوم وهندسة الأسطح، المجلد. 10، لا. 4، ص. 322-340، 2016.

3. إن سي بوبا، تي بينتيلي، وأي سي جالكا، "تلوين مواد التيتانيوم عن طريق أكسدة الأنوديك المتداخلة،" الفيزياء التطبيقية أ، المجلد. 96، لا. 4، ص. 961-968، 2009.