की प्रमुख विशेषताओं में से एकटाइटेनियम मिश्रयह है कि एनोडाइजिंग प्रक्रिया के माध्यम से उनकी सतहों को विभिन्न प्रकार के रंग दिए जा सकते हैं।
टाइटेनियम मिश्रधातुएं मैट्रिक्स के रूप में टाइटेनियम को पिघलाकर और एक या अधिक अन्य तत्व (जैसे एल्यूमीनियम, वैनेडियम, लोहा, मोलिब्डेनम, ज़िरकोनियम, टिन, आदि) जोड़कर निर्मित मिश्र धातु सामग्री हैं। टाइटेनियम की सतह पर रंग "चढ़ाया हुआ" नहीं है, बल्कि "उगाया हुआ" है।
पीवीडी (भौतिक वाष्प जमाव) के सिद्धांत में उच्च वैक्यूम वातावरण में आर्क डिस्चार्ज के माध्यम से टाइटेनियम लक्ष्य को वाष्पीकृत करना शामिल है। फिर टाइटेनियम परमाणुओं को नैनोमीटर स्तर की सटीकता के साथ कप की सतह पर जमा किया जाता है। इसके साथ ही, नाइट्रोजन या हाइड्रोकार्बन गैस को टाइटेनियम परमाणुओं के साथ प्रतिक्रिया करने के लिए पेश किया जाता है, जिससे एक बेहद पतली यौगिक फिल्म बनती है। इस फिल्म की मोटाई रंग निर्धारित करती है। जब फिल्म 50 नैनोमीटर मोटी होती है, तो यह कांस्य दिखाई देती है; 80 नैनोमीटर पर, यह नीला हो जाता है; और लगभग 120 नैनोमीटर पर यह सोना बन जाता है। पूरी प्रक्रिया में कोई रासायनिक रंग शामिल नहीं हैं; रंग पूरी तरह से फिल्म की ऊपरी और निचली सतहों के बीच प्रकाश के हस्तक्षेप प्रभाव पर निर्भर करता है, यह सिद्धांत उसी सिद्धांत के समान है जिसके कारण साबुन के बुलबुले इंद्रधनुषी रंग प्रदर्शित करते हैं।
उच्च तापमान वाले वातावरण भी सतह के रंग को बदल सकते हैं। जब टाइटेनियम मिश्र धातु की सतह सीधी लौ या उच्च तापमान बेकिंग के संपर्क में आती है, तो तापमान सीधे ऑक्साइड परत के गठन को प्रभावित करता है; जैसे-जैसे तापमान धीरे-धीरे बदलता है, सतह का रंग धीरे-धीरे बदलता है। इसके अलावा, बाहरी प्रक्रियाओं के माध्यम से पूरी तरह से नए रंग प्राप्त किए जा सकते हैं। सतह पर पेंट, इलेक्ट्रोप्लेटिंग, या कोटिंग उपचार लागू करके, सब्सट्रेट को सीधे कवर करने के लिए बाहरी रूप से लागू रंगीन कोटिंग्स का उपयोग करके, मैट या चमकदार फिनिश जैसे विभिन्न प्रकार के रंग प्रभाव प्राप्त किए जा सकते हैं।
1. पतली-फ़िल्म हस्तक्षेप: रंग की भौतिक उत्पत्ति
जब प्रकाश इस पारदर्शी ऑक्साइड फिल्म से टकराता है, तो प्रकाश का कुछ हिस्सा फिल्म की ऊपरी सतह पर प्रतिबिंबित होता है, जबकि शेष फिल्म से होकर गुजरता है और फिल्म और टाइटेनियम मिश्र धातु के बीच इंटरफेस पर प्रतिबिंबित होता है।
पथ लंबाई अंतर: इन दो परावर्तित प्रकाश किरणों के बीच एक "पथ लंबाई अंतर" उत्पन्न होता है; यह अंतर ऑक्साइड फिल्म की मोटाई और प्रकाश की तरंग दैर्ध्य दोनों द्वारा निर्धारित होता है।
हस्तक्षेप प्रभाव: जब पथ की लंबाई का अंतर प्रकाश के किसी विशेष रंग की तरंग दैर्ध्य का पूर्णांक गुणज होता है, तो वह रंग बढ़ जाता है, जिससे ऑक्साइड फिल्म एक विशिष्ट रंग दिखाई देती है; इसके विपरीत, यदि पथ लंबाई का अंतर किसी विशेष रंग की तरंग दैर्ध्य के आधे का एक विषम गुणज है, तो उस रंग का प्रकाश स्वयं रद्द हो जाता है।
रंग मोटाई के साथ बदलता रहता है: नतीजतन, जैसे-जैसे ऑक्साइड फिल्म की मोटाई धीरे-धीरे कई सौ एंगस्ट्रॉम से बढ़कर दस माइक्रोमीटर से अधिक हो जाती है, हस्तक्षेप से उत्पन्न रंग भी बदलते हैं, जिससे पीले, नारंगी, नीले और बैंगनी से हरे तक एक समृद्ध स्पेक्ट्रम बनता है।
2. ऑक्साइड स्वयं: रंग का रासायनिक आधार
भौतिक हस्तक्षेप के अलावा, ऑक्साइड फिल्म की रासायनिक संरचना भी रंग में योगदान देती है।
विभिन्न संयोजकता अवस्थाओं के ऑक्साइड: टाइटेनियम ऑक्साइड विभिन्न रूपों में मौजूद होते हैं, जैसे सफेद TiO₂, सुनहरा -पीला TiO₃, और नीला Ti₂O₃।
मिश्रित रंगाई: उच्च तापमान ऑक्सीकरण प्रक्रिया के दौरान, ये अलग-अलग रंग के ऑक्साइड एक साथ मौजूद होते हैं और सामूहिक रूप से अंतिम रंग को प्रभावित करते हैं।
मुख्य कारक: रंग को कैसे नियंत्रित करें?
व्यावहारिक अनुप्रयोगों में, निम्नलिखित कारकों को नियंत्रित करके रंग को सटीक रूप से "तैयार" किया जा सकता है
ऑक्साइड फिल्म की मोटाई (सबसे महत्वपूर्ण कारक): यह रंग निर्धारित करने वाला मुख्य चर है। इसे वोल्टेज और एनोडाइजिंग की अवधि, तापमान और गर्मी उपचार की अवधि और लेजर स्कैनिंग गति जैसे प्रक्रिया मापदंडों को समायोजित करके सटीक रूप से नियंत्रित किया जा सकता है।
ऑक्सीकरण विधि: विभिन्न ऑक्सीकरण विधियां (जैसे एनोडाइजिंग, थर्मल ऑक्सीकरण और लेजर ऑक्सीकरण) विशिष्ट विशेषताओं के साथ ऑक्सीकरण फिल्म संरचनाएं उत्पन्न करती हैं, जो रंग को भी प्रभावित करती हैं।
मिश्र धातु संरचना: टाइटेनियम मिश्र धातुओं के विभिन्न ग्रेडों में एल्यूमीनियम और वैनेडियम जैसे तत्व होते हैं। ऑक्सीकरण प्रक्रिया के दौरान, ये तत्व अपने स्वयं के ऑक्साइड (जैसे Al₂O₃) बना सकते हैं, जो अंतिम रंग पर सूक्ष्म प्रभाव डाल सकते हैं।
कुल मिलाकर, ऑक्सीकृत टाइटेनियम मिश्र धातुओं के जीवंत रंग ऑक्साइड परत में "पतली -फिल्म हस्तक्षेप" की भौतिक घटना और विभिन्न टाइटेनियम ऑक्साइड के "आंतरिक रंगों" के रासायनिक प्रभावों के संयुक्त प्रभाव से उत्पन्न होते हैं। इन कारकों में, ऑक्साइड परत की मोटाई अंतिम रंग का सबसे महत्वपूर्ण निर्धारक है।
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