टाइटेनियम मिश्र धातु एनोडाइज्ड फिल्म की एकरूपता नियंत्रण पर अनुसंधान

इलेक्ट्रोलाइट सांद्रता मुख्य मापदंडों में से एक है जो टाइटेनियम मिश्र धातु की एनोडाइजिंग फिल्म निर्माण दर और फिल्म की गुणवत्ता निर्धारित करती है। बहुत अधिक सांद्रता ऑक्साइड फिल्म के विकास में काफी तेजी लाएगी, लेकिन बहुत तेज फिल्म निर्माण प्रक्रिया आसानी से स्थानीय टूटने या "एब्लेशन" को प्रेरित कर सकती है, जिसके परिणामस्वरूप सूक्ष्म संरचना ढीली हो जाती है और सतह खुरदरापन बढ़ जाता है, जो बदले में ऑप्टिकल हस्तक्षेप प्रभाव की एकरूपता को प्रभावित करता है और असमान रंग विकास की ओर जाता है। उदाहरण के लिए, फॉस्फोरिक एसिड इलेक्ट्रोलाइट्स में, यदि फॉस्फोरिक एसिड की सांद्रता अधिक है, तो टाइटेनियम मिश्र धातु की सतह पर बनी ऑक्साइड फिल्म अक्सर मोटी और असमान होती है, और फिल्म परत की क्षति के कारण एब्लेशन क्षेत्र मैट्रिक्स को उजागर करता है, जिससे आसपास के क्षेत्र के साथ स्पष्ट रंग अंतर और काइरोस्कोरो कंट्रास्ट बनता है।

इसके विपरीत, यदि इलेक्ट्रोलाइट सांद्रता बहुत कम है, तो फिल्म बनाने वाली प्रेरक शक्ति अपर्याप्त है, और ऑक्साइड फिल्म धीरे-धीरे बढ़ती है, जिससे घनी संरचना और समान मोटाई वाली फिल्म परत बनाना मुश्किल हो जाता है। इस प्रकार की फिल्म न केवल यांत्रिक गुणों और संक्षारण प्रतिरोध को कम करती है, बल्कि इसके ऑप्टिकल गुणों को भी प्रभावित करती है, जो सुस्त रंग और असमान वितरण के रूप में प्रकट होती है। उदाहरण के लिए, कम सांद्रता वाले सल्फ्यूरिक एसिड इलेक्ट्रोलाइट में, प्राप्त ऑक्साइड फिल्म आमतौर पर पतली, संरचना में ढीली, हल्के रंग की और स्पष्ट रूप से धब्बेदार होती है।

इलेक्ट्रोलाइट का तापमान ऑक्साइड फिल्म की संरचनात्मक गुणवत्ता और रंग स्थिरता पर महत्वपूर्ण प्रभाव डालता है। तापमान में वृद्धि आयन गतिशीलता को बढ़ाएगी, प्रतिक्रिया प्रणाली की गड़बड़ी को तेज करेगी, वर्तमान और वोल्टेज में उतार-चढ़ाव का कारण बनेगी, और फिर फिल्म परत की स्थानीय विकास दर में असंतुलन पैदा करेगी और समग्र एकरूपता कम हो जाएगी। इसके अलावा, उच्च तापमान साइड प्रतिक्रियाओं को प्रेरित कर सकता है, जैसे स्थानीय विघटन या ऑक्साइड फिल्म का पुन: क्रिस्टलीकरण, जो फिल्म परत की निरंतरता को और बाधित करता है।

जब इलेक्ट्रोलाइट का तापमान बहुत अधिक होता है, तो टाइटेनियम मिश्र धातु की सतह ऑक्सीकरण प्रतिक्रिया हिंसक होती है, और कुछ क्षेत्रों में फिल्म की परत बहुत तेजी से मोटी हो जाती है, जिससे एक उभरी हुई संरचना बनती है, जबकि अन्य क्षेत्रों में फिल्म की मोटाई पतली होती है, जिसके परिणामस्वरूप फिल्म की मोटाई में अंतर के कारण असंगत हस्तक्षेप रंग होता है। कम तापमान की स्थिति के तहत, प्रतिक्रिया गतिकी सीमित होती है, फिल्म निर्माण की दर काफी कम हो जाती है, और विभिन्न क्षेत्रों में ऑक्सीकरण की डिग्री भिन्न होती है, जो "खिलने" के लिए प्रवण होती है, अर्थात, सतह पर पट्टिका या धारीदार रंग अंतर दिखाई देता है। उदाहरण के लिए, कम तापमान वाले क्रोमेट इलेक्ट्रोलाइट में, टाइटेनियम मिश्र धातु ऑक्साइड फिल्में अक्सर स्पष्ट रंग पैच वितरण के साथ असमान रूप से बढ़ती हैं।

ऑक्सीकरण वोल्टेज एक प्रमुख पैरामीटर है जो एनोडाइजिंग फिल्म की मोटाई और टाइटेनियम मिश्र धातुओं के हस्तक्षेप रंगों के प्रकार को नियंत्रित करता है। जब वोल्टेज बहुत कम होता है, तो विद्युत क्षेत्र की ताकत पूर्ण ऑक्सीकरण प्रतिक्रिया को चलाने के लिए पर्याप्त नहीं होती है, फिल्म निर्माण की दर धीमी होती है, और फिल्म की मोटाई अपर्याप्त होती है, जिससे पूर्ण और उज्ज्वल संरचनात्मक रंग बनाना मुश्किल हो जाता है, जो उपस्थिति और कार्यक्षमता को प्रभावित करता है।

हालाँकि, अत्यधिक वोल्टेज के कई जोखिम होते हैं: एक ओर, क्रिटिकल ब्रेकडाउन वोल्टेज से अधिक होने से स्थानीय ढांकता हुआ ब्रेकडाउन हो जाएगा, जिसके परिणामस्वरूप फिल्म दोष हो जाएगा; दूसरी ओर, उच्च वोल्टेज के तहत फिल्म परत का विकास तनाव बढ़ जाता है, जिससे आसानी से फिल्म की मोटाई का असमान वितरण हो सकता है, जिसके परिणामस्वरूप रंग के विभिन्न शेड्स हो सकते हैं। वोल्टेज परिवर्तन दर को भी सख्ती से नियंत्रित करने की आवश्यकता है, और बहुत तेज़ वोल्टेज रैंप फिल्म संरचना को पुनर्गठित और स्थिर करने में बहुत मुश्किल बना देगा, जिसके परिणामस्वरूप धुंधले रंग संक्रमण और अस्पष्ट सीमाएं होंगी।

उच्च वोल्टेज प्रक्रिया में, टाइटेनियम मिश्र धातु की सतह पर बिंदु या रैखिक टूटना हो सकता है, टूटने वाले क्षेत्र में फिल्म परत विफल हो जाती है, और आसपास के क्षेत्र में विद्युत क्षेत्र विरूपण के कारण फिल्म निर्माण में असामान्यता होती है, जिससे स्थानीय चमकीले धब्बे या अंधेरे क्षेत्र बनते हैं, जो दृश्य स्थिरता को गंभीर रूप से प्रभावित करता है।

ऑक्सीकरण समय सीधे फिल्म परत की अंतिम मोटाई और संरचनात्मक अखंडता को प्रभावित करता है। यदि समय बहुत कम है, तो ऑक्साइड फिल्म पर्याप्त रूप से विकसित नहीं हो सकती है, फिल्म की मोटाई अपर्याप्त है, और संरचना घनी नहीं है, जिसके परिणामस्वरूप हल्का रंग और असमान वितरण होता है, जो प्रभावी सतह संरक्षण और सजावटी प्रभाव प्राप्त नहीं कर सकता है।

हालाँकि, बहुत लंबा ऑक्सीकरण समय भी नकारात्मक प्रभाव डाल सकता है: जैसे-जैसे प्रतिक्रिया बढ़ती है, फिल्म की वृद्धि दर धीरे-धीरे धीमी हो जाती है, और इंटरफेशियल संक्षारण प्रभाव बढ़ जाता है, और अत्यधिक ऑक्सीकरण से फिल्म परत ढीली, छिद्रपूर्ण और यहां तक ​​कि स्थानीय रूप से छिल सकती है। इस तरह के संरचनात्मक दोष फिल्म परत की रंग एकरूपता, जुड़ाव और संक्षारण प्रतिरोध को गंभीर रूप से ख़राब कर सकते हैं। आमतौर पर, विशिष्ट इलेक्ट्रोलाइट प्रणाली और प्रक्रिया लक्ष्य के आधार पर, टाइटेनियम मिश्र धातुओं को एनोडाइज़ करने का समय 30 सेकंड और 600 सेकंड के बीच निर्धारित किया जाना चाहिए।

लंबी अवधि की ऑक्सीकरण प्रक्रिया के दौरान, फिल्म परत लगातार इलेक्ट्रोलाइट के संपर्क में रहती है, जिससे स्थानीय रासायनिक विघटन हो सकता है, माइक्रोप्रोर्स और दरारें बन सकती हैं, जिसके परिणामस्वरूप ऑप्टिकल गुणों में कमी और सुरक्षात्मक कार्य का नुकसान हो सकता है।

वर्तमान घनत्व मुख्य पैरामीटर है जो ऑक्साइड फिल्म की वृद्धि दर निर्धारित करता है, और इसके वितरण की एकरूपता सीधे फिल्म की मोटाई और रंग के बीच स्थिरता निर्धारित करती है। यदि वर्तमान घनत्व वितरण असमान है, तो यह विभिन्न क्षेत्रों में फिल्म निर्माण दर में अंतर पैदा करेगा, जिससे फिल्म की मोटाई में गिरावट आएगी, और फिर विभिन्न हस्तक्षेप स्थितियों के कारण "फूल" की घटना बनेगी। उदाहरण के लिए, अनुचित इलेक्ट्रोड व्यवस्था के कारण वर्कपीस के किनारे या ध्रुव क्षेत्र के पास वर्तमान घनत्व अधिक हो जाएगा, और इस क्षेत्र में फिल्म की परत बहुत तेजी से बढ़ेगी, जिससे मोटा होना या उखड़ना हो सकता है। अपर्याप्त वर्तमान घनत्व के कारण इलेक्ट्रोड से दूर का क्षेत्र पतला और हल्के रंग का होता है, जिससे स्पष्ट बैंड या प्लाक बनते हैं।

इसलिए, समान वर्तमान क्षेत्र वितरण प्राप्त करने के लिए उचित टूलींग डिज़ाइन और इलेक्ट्रोड लेआउट आवश्यक हैं और उच्च गुणवत्ता और सुसंगत रंग प्राप्त करने के लिए आवश्यक शर्तें हैं।