Eloxování titanu, jako technologie s jedinečnými vlastnostmi a širokým uplatněním v oblasti povrchových úprav materiálů, se v posledních letech těší stále větší pozornosti. Titan a titanové slitiny se díky své vynikající specifické pevnosti, odolnosti proti korozi, biokompatibilitě a dalším vlastnostem široce používají v leteckém průmyslu, biomedicíně, automobilovém průmyslu, elektronice a mnoha dalších oblastech. Eloxování je důležitým prostředkem k dalšímu zlepšení výkonu titanových materiálů. Vytvořením kontrolovatelného oxidového filmu na povrchu titanu se nejen výrazně zlepší jeho fyzikální vlastnosti, jako je odolnost proti korozi, opotřebení, tvrdost atd., ale také se mu dodají některé speciální funkce, jako je biologická aktivita a fotokatalytické vlastnosti.
Anodická oxidace je elektrochemický proces, při kterém se kov nebo slitina umístí do specifického elektrolytu a aplikuje se na ni vnější stejnosměrné elektrické pole, které způsobí oxidační reakci kovu jako anody, čímž se na jeho povrchu vytvoří oxidový film. U titanu při anodické oxidaci atomy titanu působením elektrického pole ztrácejí elektrony a oxidují se na ionty titanu (Tiⁿ⁺) a vstupují do elektrolytu. Následně se ionty titanu v elektrolytu spojují s anionty (jako je OH⁻ atd.) a postupně vytvářejí na povrchu titanu film oxidu titaničitého (TiO₂).
Anodická reakce: Ti – ne⁻→Tiⁿ⁺. Jak reakce pokračuje, generované ionty titanu (Tiⁿ⁺) dále difundují do elektrolytu, zatímco anionty (jako například OH⁻) v elektrolytu migrují k povrchu anody.
Katodová reakce: 2H⁺ + 2e⁻→H₂↑. Na katodě se nepřetržitě vytváří vodík, zatímco kationty (jako jsou kovové ionty atd.) v roztoku migrují ke katodě.
Ionty titanu (Tiⁿ⁺), které migrují k povrchu anody, se v elektrolytu spojují s anionty (jako je OH⁻) za vzniku oxidu titaničitého (TiO₂) a postupně vytvářejí oxidový film na povrchu titanu.
Titan eloxovaný kyselinou sírovou
Použití kyseliny sírové jako hlavního elektrolytu je nejběžnější metodou eloxování. V roztoku kyseliny sírové s koncentrací 15 % – 30 % se na povrchu titanu vytvoří oxidový film regulací parametrů, jako je napětí, teplota a čas. Tento postup má nízké náklady, vytváří rovnoměrný a hustý oxidový film se střední tloušťkou a je široce používán v leteckém průmyslu, elektronice atd.
Eloxování titanu kyselinou šťavelovou
Pomocí elektrolytu s kyselinou šťavelovou lze na povrchu titanu vytvořit silnější a tvrdší oxidový film. Oxidový film má speciální strukturu a dobrou odolnost proti opotřebení a korozi. Často se používá v mechanických součástech s vysokými požadavky na tvrdost a odolnost proti opotřebení, jako jsou titanové součásti v automobilových motorech. Po eloxování kyselinou šťavelovou odolávají náročnějším provozním podmínkám.
Eloxování titanu kyselinou fosforečnou
Při použití elektrolytu s kyselinou fosforečnou má vytvořený oxidový film dobrý adsorpční výkon, což je výhodné pro následné barvení, lakování atd. Široce se používá v titanových výrobcích, které vyžadují povrchovou dekoraci nebo další povlakování, jako jsou titanové materiály používané pro architektonické dekorace, které lze po eloxování kyselinou fosforečnou barvit pro dosažení sytých barev.
Titan eloxovaný kyselinou chromovou
Použití kyseliny chromové jako elektrolytu. Často se používá v leteckých součástech s vysokými požadavky na odolnost proti únavě, jako jsou konstrukční části křídel letadel z titanových slitin, ke zlepšení odolnosti proti korozi a zároveň k zajištění únavové životnosti. Kyselina chromová je však toxická a při jejím použití je nutné přísně čistit odpadní vodu.
