La tecnologia di anodizzazione è nata negli anni '20 ed è una tecnica tradizionale di modificazione della superficie. Si riferisce ad un metodo di ossidazione elettrochimica in cui, sotto l'azione di una corrente esterna e in specifiche condizioni di processo utilizzando un elettrolita appropriato, si forma una sottile pellicola di ossido sulla superficie di un metallo o di una lega (l'anodo).Anodizzazione del titanioè un processo in cui il titanio funge da anodo e metalli come l'acciaio inossidabile fungono da catodo. Utilizzando soluzioni acquose, non{1}}acquose o di sali fusi come elettroliti, le reazioni elettrochimiche provocano l'ossidazione sulla superficie dell'anodo per formare una pellicola di ossido di titanio. Il processo è semplice da utilizzare e facile da controllare ed è ampiamente applicato a metalli come Al, Mg e Ti, nonché alle loro leghe. I film di ossidazione anodica non solo possiedono eccellenti proprietà meccaniche e resistenza alla corrosione, ma, a causa della loro natura porosa, mostrano anche forti capacità di adsorbimento. Si tingono facilmente per soddisfare una varietà di requisiti e sono quindi indicati come un rivestimento protettivo superficiale versatile.
Poiché le leghe di titanio formano una pellicola di ossido quando esposte all'aria, è necessario il pretrattamento dei campioni di lega di titanio prima dell'anodizzazione per evitare problemi di qualità e difetti microstrutturali associati al processo e per soddisfare requisiti di produzione più ecologici ed economici. Per garantire che la pellicola di ossido risultante presenti buone prestazioni, è necessario il post-trattamento dei campioni dopo l'anodizzazione per garantire che la pellicola sia densa, uniforme e continua.
1. Pretrattamento
I tipici processi di anodizzazione prevedono una fase di pretrattamento, che comprende principalmente molatura, lucidatura, sgrassaggio, lavaggio acido e risciacquo. La superficie del campione in lega di titanio viene molata utilizzando carta vetrata con granulometria progressivamente più grossa per garantire che sia liscia e priva di graffi visibili. Il campione viene quindi lucidato meccanicamente utilizzando una lucidatrice per ottenere una finitura brillante e priva di graffi.
2. Preparazione della soluzione e anodizzazione
Dopo aver completato il pretrattamento è necessario preparare l'elettrolita necessario per l'anodizzazione. Esistono molti tipi di elettroliti utilizzati per l'anodizzazione delle leghe di titanio, che possono essere ampiamente classificati nelle seguenti quattro categorie: soluzioni acide, soluzioni alcaline, soluzioni di sali fusi e soluzioni miste. L'elettrolita appropriato deve essere selezionato in base ai requisiti sperimentali. Le fonti di alimentazione utilizzate per l'anodizzazione delle leghe di titanio possono essere suddivise in quattro categorie principali: fonti di alimentazione CC, fonti di alimentazione CA, fonti di alimentazione pulsate e fonti di alimentazione sovrapposte. I metodi più comunemente utilizzati sono l'anodizzazione DC e l'anodizzazione a impulsi. Il primo produce un film di ossido con variazione cromatica minima e colore uniforme, inoltre previene efficacemente la corrosione da contatto; quest'ultimo è un processo sviluppato dal primo, che migliora notevolmente la durezza del film e la sua resistenza all'attrito e all'usura. Tuttavia, la sua tensione è molto superiore alla tensione di sicurezza specificata, quindi è severamente vietato toccare l'attrezzatura o gli elettrodi di anodizzazione a mani nude durante il processo di anodizzazione.
3. Post-trattamento
Dopo l'anodizzazione dei campioni in lega di titanio, si forma una pellicola di ossido costituita da uno strato barriera e uno strato poroso. Lo strato poroso esterno è altamente suscettibile alla contaminazione, che può influenzare negativamente la colorazione e le prestazioni della pellicola di ossido. Pertanto i provini devono subire un trattamento di sigillatura. Tipicamente, subito dopo la formazione del film di ossido, i campioni vengono immersi in acqua calda. Il calore fa sì che la struttura interna della pellicola si espanda verso l'esterno, sigillando i pori e ottenendo l'effetto sigillante desiderato. Negli ultimi anni è stato adottato anche un processo di post-basato su un sistema di acetato di calcio per sigillare i film di ossido di lega di titanio dopo l'ossidazione. I provini vengono immersi in acetato di calcio e sigillati ad una temperatura specifica; questo processo sigilla efficacemente i pori e le fessure sulla superficie della pellicola di ossido di lega di titanio attraverso una combinazione di meccanismi fisici e chimici.
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