Metālapstrādes un virsmas apstrādes jomā titāna sakausējumus plaši izmanto kosmosa, medicīnas ierīču un augstākās klases juvelierizstrādājumu nozarēs, jo tiem ir augsta īpatnējā izturība, zems blīvums, lieliska izturība pret koroziju un laba bioloģiskā saderība. Kā galvenais process, lai uzlabotu titāna sakausējumu virsmas īpašības un piešķirtu tiem dekoratīvu izskatu, anodēšana tieši ietekmē komponentu veiktspēju un pievienoto vērtību.
Elektrolītu koncentrācija ir viens no galvenajiem parametriem, kas nosaka titāna sakausējuma anodējošās plēves veidošanās ātrumu un plēves kvalitāti. Pārāk augsta koncentrācija ievērojami paātrinās oksīda plēves augšanu, bet pārāk ātrs plēves veidošanās process var viegli izraisīt lokālu sadalīšanos jeb "ablāciju", kā rezultātā veidojas vaļīga mikrostruktūra un palielinās virsmas raupjums, kas savukārt ietekmē optisko traucējumu efekta viendabīgumu un noved pie nevienmērīgas krāsas attīstības. Piemēram, fosforskābes elektrolītos, ja fosforskābes koncentrācija ir augsta, uz titāna sakausējuma virsmas izveidotā oksīda plēve bieži ir bieza un nevienmērīga, un ablācijas zona plēves slāņa bojājuma dēļ pakļauj matricu, veidojot acīmredzamu krāsu atšķirību un chiaroscuro kontrastu ar apkārtējo laukumu.
Gluži pretēji, ja elektrolīta koncentrācija ir pārāk zema, plēvi veidojošais dzinējspēks{0}}nepietiek, un oksīda plēve aug lēni, apgrūtinot plēves slāņa veidošanu ar blīvu struktūru un vienmērīgu biezumu. Šāda veida plēve ne tikai samazina mehāniskās īpašības un izturību pret koroziju, bet arī ietekmē tās optiskās īpašības, kas izpaužas kā blāva krāsa un nevienmērīgs sadalījums. Piemēram, zemas -koncentrācijas sērskābes elektrolītā iegūtā oksīda plēve parasti ir plāna, brīvas struktūras, gaišas krāsas un acīmredzami plankumaina.
Elektrolīta temperatūrai ir galvenā ietekme uz oksīda plēves struktūras kvalitāti un krāsas konsistenci. Temperatūras paaugstināšanās uzlabos jonu mobilitāti, pastiprinās reakcijas sistēmas traucējumus, izraisīs strāvas un sprieguma svārstības un pēc tam novedīs pie plēves slāņa lokālā augšanas ātruma nelīdzsvarotības un samazinās kopējo viendabīgumu. Turklāt augsta temperatūra var izraisīt blakusparādības, piemēram, lokālu oksīda plēves izšķīšanu vai pārkristalizāciju, kas vēl vairāk traucē plēves slāņa nepārtrauktību.
Ja elektrolīta temperatūra ir pārāk augsta, titāna sakausējuma virsmas oksidācijas reakcija ir vardarbīga, un plēves slānis dažos apgabalos sabiezē pārāk ātri, veidojot paceltu struktūru, savukārt plēves biezums citos apgabalos ir plāns, kā rezultātā rodas nekonsekventa interferences krāsa, ko izraisa plēves biezuma atšķirība. Zemas temperatūras apstākļos reakcijas kinētika ir ierobežota, plēves veidošanās ātrums ievērojami samazinās, un oksidācijas pakāpe atšķiras dažādos reģionos, kas ir pakļauti "ziedēšanai", tas ir, uz virsmas parādās aplikums vai svītraina krāsu atšķirība. Piemēram, zemas-temperatūras hromāta elektrolītā titāna sakausējuma oksīda plēves bieži aug nevienmērīgi ar acīmredzamu krāsu plankumu sadalījumu.
Oksidācijas spriegums ir galvenais parametrs, kas regulē anodējošās plēves biezumu un titāna sakausējumu interferences krāsu veidus. Ja spriegums ir pārāk zems, elektriskā lauka stiprums nav pietiekams, lai vadītu pilnu oksidācijas reakciju, plēves veidošanās ātrums ir lēns un plēves biezums ir nepietiekams, kas apgrūtina pilnīgas un spilgtas struktūras krāsas veidošanos, kas ietekmē izskatu un funkcionalitāti.
Tomēr pārmērīgam spriegumam ir vairāki riski: no vienas puses, kritiskā pārrāvuma sprieguma pārsniegšana izraisīs lokālu dielektrisku sabrukumu, kā rezultātā radīsies plēves defekti; No otras puses, plēves slāņa augšanas spriegums palielinās zem augsta sprieguma, kas var viegli izraisīt nevienmērīgu plēves biezuma sadalījumu, kas savukārt rada dažādus krāsu toņus. Sprieguma maiņas ātrums arī ir stingri jākontrolē, un pārāk ātra sprieguma rampa padarīs filmas struktūru pārāk grūti reorganizējamu un stabilizējamu, kā rezultātā rodas neskaidras krāsu pārejas un neskaidras robežas.
Augstsprieguma -sprieguma procesā titāna sakausējuma virsmai var būt punktveida vai lineāras noārdīšanās, plēves slānis sabrukšanas zonā sabojājas, un apkārtējā zonā plēves veidošanās notiek neparasti elektriskā lauka kropļojumu dēļ, veidojot lokālus gaišus plankumus vai tumšus laukumus, kas nopietni ietekmē vizuālo konsistenci.
Oksidācijas laiks tieši ietekmē plēves slāņa galīgo biezumu un strukturālo integritāti. Ja laiks ir pārāk īss, oksīda plēve nevar pietiekami izaugt, plēves biezums ir nepietiekams un struktūra nav blīva, kā rezultātā veidojas gaiša krāsa un nevienmērīgs sadalījums, kas nevar nodrošināt efektīvu virsmas aizsardzību un dekoratīvus efektus.
Tomēr pārāk ilgs oksidācijas laiks var radīt arī negatīvas sekas: reakcijai progresējot, plēves augšanas ātrums pakāpeniski palēninās un palielinās saskarnes korozijas efekts, un pārmērīga oksidēšanās var izraisīt plēves slāņa irdenu, porainu un pat lokālu lobīšanos. Šādi strukturālie defekti var nopietni pasliktināt plēves slāņa krāsas viendabīgumu, saķeri un izturību pret koroziju. Parasti titāna sakausējumu anodēšanas laiks ir jāiestata no 30 sekundēm līdz 600 sekundēm atkarībā no konkrētās elektrolītu sistēmas un procesa mērķa.
Ilgtermiņa -oksidācijas procesā plēves slānis tiek nepārtraukti pakļauts elektrolītam, kas var izraisīt lokālu ķīmisku izšķīšanu, veidojot mikroporas un plaisas, kā rezultātā samazinās optiskās īpašības un tiek zaudēta aizsargfunkcija.
Strāvas blīvums ir galvenais parametrs, kas nosaka oksīda plēves augšanas ātrumu, un tā sadalījuma vienmērīgums tieši nosaka plēves biezuma un krāsas atbilstību. Ja strāvas blīvuma sadalījums ir nevienmērīgs, tas radīs atšķirības plēves veidošanās ātrumos dažādos reģionos, izraisot plēves biezuma gradientus un pēc tam veidojot "ziedēšanas" fenomenu dažādu traucējumu apstākļu dēļ. Piemēram, nepareiza elektrodu izvietojuma dēļ sagataves malas vai pola laukuma tuvumā būs augsts strāvas blīvums, un plēves slānis šajā zonā augs pārāk ātri, kas var izraisīt aptuvenu sabiezējumu vai ablāciju. Laukums, kas atrodas prom no elektroda, ir plāns un gaišā krāsā nepietiekama strāvas blīvuma dēļ, veidojot acīmredzamas joslas vai plāksnes.
Tāpēc pareizs instrumentu dizains un elektrodu izkārtojums ir būtisks, lai panāktu vienmērīgu strāvas lauka sadalījumu, un tie ir priekšnoteikumi augstas{0}kvalitātes un konsekventu krāsu iegūšanai.
Titāna sakausējuma anodēšanas procesā tādi parametri kā elektrolīta koncentrācija, temperatūra, oksidācijas spriegums, laiks un strāvas blīvums tiek savienoti viens ar otru, kas kopā ietekmē oksīda plēves strukturālās īpašības un šķietamo krāsu. Faktiskajā ražošanā ir sistemātiski jāapsver dažādu parametru mijiedarbība, jāapvieno titāna sakausējuma materiālu raksturlielumi un produktu lietošanas prasības, kā arī jāveic precīza procesa loga projektēšana un slēgtas cilpas kontrole, lai stabili sagatavotu titāna sakausējuma anodētus izstrādājumus ar blīvu plēves slāni, viendabīgu krāsu un izcilu veiktspēju, kā arī izpildītu augstās {{2} virsmas kvalitātes prasības.
