L'anoditzat de titani, amb el seu efecte de canvi de color-únic, és molt afavorit en el disseny industrial i la fabricació-de gamma alta. Aquest color no prové d'un recobriment extern, sinó que es produeix controlant amb precisió el gruix de la pel·lícula d'òxid a la superfície, utilitzant el principi d'interferència de la llum. Quan el gruix de la pel·lícula d'òxid varia amb precisió en el rang de 10-250 nanòmetres, la superfície mostrarà canvis de color continus d'or pàl·lid, blau fosc a morat. Aquesta tecnologia de coloració-basada en superfícies no només aconsegueix una combinació atòmica de color i matriu, sinó que també supera significativament els processos de coloració tradicionals en termes de durabilitat i protecció del medi ambient, i s'ha convertit en la solució de tractament superficial preferida en dispositius mèdics, aeroespacial i béns de consum de gamma alta.
L'anodització d'aliatge de titani aconsegueix un canvi de color fent créixer una pel·lícula d'òxid de TiO₂ a la superfície metàl·lica in situ, que és fonamentalment diferent dels processos de recobriment tradicionals. El seu mecanisme de desenvolupament del color prové de l'efecte d'interferència de la llum: un gruix de pel·lícula d'òxid controlat amb precisió (normalment en el rang de 10-250 nm) interfereix amb la llum incident, donant lloc a un color estructural específic. Per cada augment de 10 nm del gruix de la pel·lícula, el color canvia de manera observable, d'or pàl·lid a blau fosc i finalment porpra.
Factors que influeixen en l'estabilitat del color
La pel·lícula anoditzada s'uneix metal·lúrgicament a la matriu i no provoca peladura recoberta, però els factors següents provocaran canvis de color:
I. Decoloració causada pel desgast mecànic
La pel·lícula d'òxid només té un gruix de micres i la duresa (HV 300-500) sol ser inferior a la de la matriu. La fricció contínua pot provocar un aprimament del gruix de la pel·lícula, provocant un canvi de color: un lleuger desgast local fa que el blau sigui daurat clar i un desgast greu exposa completament el blanc platejat de la matriu. Aquesta decoloració progressiva és fonamentalment diferent de la desaparició del recobriment.
Factors que influeixen en l'estabilitat del color
II. L'atac químic provoca la degradació del color
Tot i que el TiO₂ és inert, certs entorns encara poden erosionar la capa:
- Strong acids (such as concentrated hydrochloric acid) and strong alkali (pH>12) els ambients dissoldran la pel·lícula d'òxid
- Els ions de clorur (entorns costaners) i els sulfurs (zones industrials) inicien la corrosió per perforacions
- L'exposició a llarg termini-a dissolvents orgànics pot provocar una passivació superficial
Aquestes químiques poden provocar una disminució de la saturació del color i taques borroses en lloc d'un vessament localitzat.
Factors que influeixen en l'estabilitat del color
III. Transformació estructural termogènica*
Quan la temperatura supera els 300 graus, la pel·lícula d'òxid experimenta un canvi de fase i un espessiment:
- 300-450 grau: formació de fase anatasa, canvi de color cap a colors més foscos
- >600 graus: transició de fase rutil amb esquerdament de la membrana
Aquest procés és irreversible, i els canvis de color segueixen lleis específiques, que es poden controlar amb precisió mitjançant tractament tèrmic.
Avantatges tècnics i límits aplicables
Aquesta tecnologia és especialment adequada per a escenaris on la força d'unió és exigent (per exemple, dispositius mèdics, components aeroespacials) i la seva estabilitat del color es pot mantenir durant més de deu anys en un entorn interior convencional. Per a entorns d'alt-desgast o altament corrosius, allarga la vida del color amb segellat de superfícies o disseny d'estructures de protecció.
En entendre aquests-mecanismes de canvi de color i les seves condicions de límit, els dissenyadors poden utilitzar amb més precisió el procés d'anodització de titani per aconseguir una expressió de color estable i duradora-dins d'un rang controlat.
