آندایزینگ تیتانیوم، با اثر تغییر رنگ منحصربهفرد-ش، در طراحی صنعتی و ساخت{1}بالا بسیار مورد علاقه است. این رنگ از یک پوشش خارجی نمی آید، بلکه با کنترل دقیق ضخامت لایه اکسید روی سطح، با استفاده از اصل تداخل نور تولید می شود. هنگامی که ضخامت لایه اکسید دقیقاً در محدوده 10-250 نانومتر تغییر می کند، سطح تغییرات رنگی پیوسته از طلایی کم رنگ، آبی تیره تا بنفش را نشان می دهد. این فناوری رنگآمیزی مبتنی بر سطح-نه تنها ترکیب اتمی رنگ و ماتریس را به دست میآورد، بلکه از نظر دوام و حفاظت از محیط زیست به طور قابلتوجهی از فرآیندهای رنگآمیزی سنتی بهتر عمل میکند و به راهحل ترجیحی برای درمان سطح در دستگاههای پزشکی، هوافضا و کالاهای مصرفی پیشرفته تبدیل شده است.
آنودایز کردن آلیاژ تیتانیوم با رشد یک فیلم اکسید TiO2 بر روی سطح فلز در محل به تغییر رنگ دست می یابد، که اساساً با فرآیندهای پوشش سنتی متفاوت است. مکانیسم توسعه رنگ آن از اثر تداخل نور ناشی می شود: ضخامت فیلم اکسیدی دقیقاً کنترل شده (معمولاً در محدوده 10-250 نانومتر) با نور فرودی تداخل می کند و در نتیجه یک رنگ ساختاری خاص ایجاد می کند. به ازای هر 10 نانومتر افزایش ضخامت فیلم، رنگ به طور قابل ملاحظه ای تغییر می کند، از طلایی کم رنگ به آبی تیره و در نهایت بنفش.

عوامل موثر بر ثبات رنگ
فیلم آنودایز شده از نظر متالورژیکی به ماتریس متصل می شود و باعث لایه برداری پوشش داده نمی شود، اما عوامل زیر باعث تغییر رنگ می شوند:
I. تغییر رنگ ناشی از سایش مکانیکی
لایه اکسید فقط میکرون ضخامت دارد و سختی (HV 300-500) معمولاً کمتر از ماتریس است. اصطکاک مداوم می تواند منجر به نازک شدن ضخامت لایه شود و باعث تغییر رنگ شود: سایش جزئی موضعی رنگ آبی تا طلایی روشن را محو می کند و سایش شدید رنگ سفید نقره ای ماتریس را کاملاً نمایان می کند. این تغییر رنگ پیشرونده اساساً با ریزش پوشش متفاوت است.
عوامل موثر بر ثبات رنگ
II. حمله شیمیایی باعث تخریب رنگ می شود
اگرچه TiO2 بی اثر است، اما محیط های خاصی هنوز هم می توانند لایه را فرسایش دهند:
- Strong acids (such as concentrated hydrochloric acid) and strong alkali (pH>12) محیط ها فیلم اکسید را حل می کنند
- یونهای کلرید (محیطهای ساحلی) و سولفیدها (مناطق صنعتی) شروع به خوردگی حفرهای میکنند.
- قرار گرفتن طولانی مدت-در معرض حلال های آلی ممکن است منجر به غیرفعال شدن سطح شود.
این ترکیبات شیمیایی می توانند باعث کاهش اشباع رنگ و لکه های مه آلود به جای ریزش موضعی شوند.
عوامل موثر بر ثبات رنگ
III. تبدیل ساختاری ترموژنیک*
هنگامی که دما از 300 درجه بیشتر می شود، فیلم اکسیدی دچار تغییر فاز و ضخیم شدن می شود:
- 300-450 درجه: تشکیل فاز آناتاز، تغییر رنگ به سمت رنگهای تیرهتر
- >600 درجه: انتقال فاز روتیل با ترک خوردن غشا
این فرآیند برگشت ناپذیر است و تغییرات رنگ از قوانین خاصی پیروی می کند که با عملیات حرارتی می توان آن را دقیقاً کنترل کرد.
مزایای فنی و مرزهای قابل اجرا
این فناوری مخصوصاً برای سناریوهایی که استحکام باندینگ نیاز دارد (مثلاً دستگاههای پزشکی، اجزای هوافضا) مناسب است و ثبات رنگ آن را میتوان برای بیش از ده سال در یک محیط داخلی معمولی حفظ کرد. برای محیطهای{3}}سایشی زیاد یا بسیار خورنده، عمر رنگ را با آببندی سطح یا ساختارهای محافظ طراحی افزایش دهید.
با درک این مکانیسمهای{0}تغییر رنگ و شرایط مرزی آنها، طراحان میتوانند با دقت بیشتری از فرآیند آندایزینگ تیتانیوم برای دستیابی به بیان رنگ طولانی{{1} و پایدار در محدوده کنترلشده استفاده کنند.

