סגסוגת טיטניום היא חומר סגסוגת המורכב מיסודות טיטניום ומתכות אחרות כגון אלומיניום, ונדיום, מוליבדן וכו'

כחומר מתכת חשוב במאה ה-21, סגסוגת טיטניום משמשת בתחום התעופה והחלל לייצור רכיבי מנועי מטוסים, פגזי רקטות ומיכלי דלק, בשל עמידותה המצוינת בפני קורוזיה (יציב למי ים, חומצה ואלקלי ומדיות אחרות), חוזק גבוה (יותר מהרבה פלדות מבניות מסגסוגת) וצפיפות נמוכה (רק 60% זה משותף בתחום הפלדה והרפואה)1, שתלים בשל התאימות הביולוגית המעולה שלו. עמידות הטמפרטורה-הגבוהה שלו (טמפרטורת עבודה עד 500 מעלות) הופכת אותו גם לחומר מפתח בסביבות-בטמפרטורה גבוהה.

 

1. חוזק גבוה וצפיפות נמוכה

החוזק הספציפי של סגסוגת טיטניום הוא כ-120-150 MPa·g/cm³, בעוד שהחוזק הספציפי של סגסוגת אלומיניום הוא כ-70-90 MPa·g/cm³, והצפיפות של סגסוגת טיטניום היא כ-4.43 גרם/cm³, וזה הרבה יותר נמוך מזה של פלדה בשימוש בשטח של כ-3,3 גרם/7. רכב, ויישומים בעלי חוזק גבוה.

עמידות בפני קורוזיה מעולה

סרט תחמוצת טיטניום (TiO₂) הנוצר על פני השטח של סגסוגת טיטניום יכול למנוע ביעילות מחמצן, מלח וחומרים קורוזיביים אחרים להגיב עם מטריצת סגסוגת הטיטניום. לכן, לסגסוגות טיטניום יש עמידות חזקה בפני קורוזיה בתנאים קשים כמו מי ים וסביבות חומצות-אלקליות.

2. תאימות ביולוגית טובה

סגסוגות טיטניום נמצאות בשימוש נרחב בתחום המכשור הרפואי, בעיקר בהשתלות אורטופדיות ובהשתלות שיניים, בשל התאימות הביולוגית הטובה שלהן ולא יגרמו לתגובות דחייה.

עמידות-בטמפרטורה גבוהה: סגסוגת טיטניום Ti-6Al-4V פועלת בדרך כלל בטמפרטורות של עד 350 מעלות ויכולה לעמוד בטמפרטורות של עד 600 מעלות בתנאים קיצוניים.

גם צבעוני, מה ההבדל בין אנודה מסגסוגת אלומיניום לסגסוגת טיטניום?

הן אלומיניום וסגסוגת טיטניום אנודיזציה נוצרים אלקטרוכימית על ידי יצירת סרט תחמוצת על פני המתכת.

סגסוגות אלומיניום צריכות לצבוע את חומר העבודה כדי להשיג את הצבע הרצוי.

אילגון טיטניום, לעומת זאת, אינו מצריך צביעה

כאשר סרט התחמוצת השקוף הטבעי של סגסוגות טיטניום מתעבה בתהליך האנודיז, הצבע נוצר על ידי תופעת הפרעות האור. תופעות הפרעות נפוצות בחיים, כמו סרט בועות סבון, משקפות סדרה של צבעים יפים כאשר מקורות אור טבעיים או מלאכותיים מאירים עליו. כאשר האור עובר דרך שכבת הממברנה, הוא מוחזר חלקית, נשבר ונספג. האור המוחזר שונה בשלב, יוצר הפרעות ומה שבסופו של דבר אנו רואים הוא צבע.

תהליך זה של סגסוגת טיטניום לא רק משפר את עמידות הקורוזיה של סגסוגת טיטניום אלא גם נותן לה צבעים שונים כדי לענות על צרכי יישומים שונים

3. זרימה טכנולוגית

טיפול מקדים:יש לנקות משטחי סגסוגת טיטניום, להחמיץ או להתז בחול כדי להסיר שמן, תחמוצות וזיהומים ולהבטיח משטח נקי.

אנודיזציה:חלקי סגסוגת טיטניום ממוקמים באלקטרוליזר עם סגסוגת טיטניום בתור האנודה והאלקטרוליט הוא בדרך כלל תמיסת חומצה גופרתית או זרחתית. על ידי התאמת הזרם והמתח, העובי והצבע של סרט התחמוצת משתנים.

פוסט{0}טיפול:משטח סגסוגת טיטניום מחומצן אטום לעתים קרובות כדי לשפר עוד יותר את העמידות בפני קורוזיה וקשיות פני השטח.

4. ישנם שני סוגים עיקריים של אנודיזציה של סגסוגות טיטניום

לאלגון מסוג 2 יש סרט תחמוצת דק יותר והוא משמש לעתים קרובות לשיפור עמידות בפני שחיקה וקורוזיה.

לאלגון טיטניום Class II יש שכבה אחידה של אפור טיפוסי.

סרטי תחמוצת אנודייז מסוג II הם בדרך כלל דקים יותר, כ-0.5 עד 5 מיקרון. לסגסוגת הטיטניום המטופלת יש צבע אפור או זהב בהיר ואין שימוש בצבעים. זה משפר בעיקר את עמידות הבלאי ועמידות הקורוזיה של סגסוגת טיטניום, אבל המראה פשוט יחסית. זה יכול לשפר את עמידות הבלאי של סגסוגות טיטניום, להפחית את החיכוך והבלאי. משפר עמידות בפני קורוזיה ומתאים אותה לסביבות קשות יותר. בשל הצבע המונוליטי, הוא משמש לעתים קרובות לטיפול פני השטח של חלקים פונקציונליים.

הוא משמש לרכיבים הדורשים חוזק גבוה ועמידות בפני קורוזיה, כמו חלקי מטוסים וחלקי מנוע, ומתאים גם לציוד תעשייתי הדורש עמידות בפני שחיקה וחיים ארוכים כמו שסתומים, משאבות, מיכלי לחץ וכו'.

אילגון מסוג 3 דורש סרט תחמוצת עבה יותר עם מגוון השפעות צבע, מה שהופך אותו למתאים לשימוש כלוגו או כרכיב דקורטיבי.

עובי סרט התחמוצת של שלושת סוגי האנודיז הוא בדרך כלל בין 5 ל-25 מיקרון. בשל העובי הגדול של שכבת הסרט, הוא יכול להציג מגוון צבעים באמצעות אפקט ההפרעה של שכבת הסרט, כולל כחול, סגול, זהב, ירוק וכו'. זה משפר את הבלאי וההתנגדות לקורוזיה של סגסוגות טיטניום, ויכול לייצר אפקטים עשירים של צבע.

בנוסף למתן הגנה חזקה יותר על פני השטח והגדלת העמידות. על ידי התאמת עובי סרט התחמוצת, ניתן להשיג אפקטים שונים של צבע, המתאימים לאירועים הדורשים קידוד וצבע-.

הוא משמש בשתלים אורטופדיים, השתלות שיניים וכו', עם תאימות ביולוגית טובה ועמידות בפני קורוזיה.

סרט התחמוצת הצבעוני של סגסוגת טיטניום נמצא בשימוש נרחב בעיצוב תכשיטים וקישוטים, שהוא גם יפה וגם חזק.

ניתן להשתמש בו גם בציוד ספורט, כמו חלקי אופניים, ציוד ספורט וכו', הדורשים גם חוזק גבוה וגם מראה יפה.

תהליך האנודיזציה של טיטניום לא רק משפר את עמידות הקורוזיה והבלאי שלו, אלא גם מעניק מגוון צבעים על ידי יצירת סרט תחמוצת על פני סגסוגת הטיטניום. על ידי בחירה סבירה של תהליך האנודיז, הוא יכול לשפר את האטרקטיביות והתחרותיות שלו בשוק תוך שיפור פונקציונליות המוצר.

האם סגסוגת טיטניום משנה צבע? למה זה משנה צבע?

האם סגסוגת טיטניום תשנה צבע?

סגסוגות טיטניום יציבות יחסית ועמידות בפני קורוזיה-בתנאים רגילים, אך הן עלולות לשנות צבע בנסיבות מסוימות. הגורמים העיקריים לשינוי צבע כוללים חמצון פני השטח והשפעת גורמים סביבתיים חיצוניים.

1. חמצון פני השטח

כאשר סגסוגות טיטניום נחשפות לטמפרטורות גבוהות או ללחות לתקופות ממושכות, עלולה להתרחש חמצון על פני השטח שלהן ויוצרות סרט תחמוצת. סרט זה יכול להופיע בצבעים שונים, כגון צהוב חיוור, כחול או אפור. מידת ומשך החמצון תלויים בגורמים כגון הרכב סגסוגת הטיטניום, טמפרטורה, לחות וזמן חשיפה.

2. גורמים סביבתיים חיצוניים

מלבד חמצון, שינוי צבע של סגסוגות טיטניום יכול להיות מושפע גם מגורמים סביבתיים אחרים. לדוגמה, סגסוגות טיטניום עשויות להשתבש עקב היווצרות סולפידים בסביבות המכילות גופרית-, או עקב תגובות פוטוכימיות בעת חשיפה לאור אולטרה סגול. יתר על כן, זיהום פני השטח, חיכוך או שריטות עלולים גם הם לגרום לשינוי צבע.

מדוע סגסוגת טיטניום משנה צבע?

הסיבה הבסיסית לשינוי צבע סגסוגת טיטניום נעוצה בתגובות כימיות ובשינויים בתכונות הפיזיקליות שלה על פני השטח. היווצרותם של סרטי תחמוצת או תרכובות אחרות על פני השטח של סגסוגות טיטניום משנה את האופן שבו הן מחזירות ומפזרות אור, וכתוצאה מכך שינויים בצבע. יתר על כן, המיקרו-מבנה של סגסוגות טיטניום יכול להשתנות גם כאשר הם מושפעים מגורמים חיצוניים, ומשפיעים על המאפיינים האופטיים שלהם.

האם סגסוגת טיטניום תדהה?

שינוי צבע מתייחס בדרך כלל לדהייה או קילוף של ציפוי או טיפול פני השטח. סגסוגות טיטניום, מעצם טבען, הן צבעוניות מטבען. עם זאת, אם סגסוגות טיטניום צבועים, מצופים או מטופלים בדרך אחרת בציפוי, ציפויים אלו עלולים לדהות או להתקלף לאחר שימוש ממושך או חשיפה לסביבות קשות. הדבר תלוי בעיקר באיכות ובגימור הציפוי, כמו גם בסביבה ובתנאי השימוש.

כיצד למנוע שינוי צבע ודהייה של סגסוגת טיטניום?

על מנת למנוע שינוי צבע ודהייה של סגסוגת טיטניום, ניתן לנקוט באמצעים הבאים:

1. לשמור יבש:נסו להימנע מחשיפת סגסוגת טיטניום לסביבה לחה למשך זמן רב כדי להפחית את הסיכון לחמצון וקורוזיה.

2. הימנע מזיהום:נקה את משטח סגסוגת הטיטניום באופן קבוע כדי להסיר לכלוך ולכלוכים כדי להפחית את האפשרות של תגובות כימיות.

3. בחרו את הציפוי הנכון:אם נדרש ציפוי, בחרו-חומרי ציפוי ותהליכים איכותיים ועמידים.

4. שימוש ותחזוקה נכונים:פעל לפי ההמלצות ודרישות התחזוקה במדריך המוצר כדי למנוע נזק כגון חיכוך מוגזם, פגיעה או שריטות.

לסיכום,סגסוגות טיטניום אכן יכולות לשנות את צבען בנסיבות מסוימות, בעיקר עקב חמצון פני השטח וגורמים סביבתיים. שינוי צבע, לעומת זאת, קשור בעיקר לאיכות ציפוי פני השטח וסביבת ההפעלה. על ידי נקיטת אמצעי מניעה ותחזוקה מתאימים, ניתן להאריך את חיי השירות של מוצרי סגסוגת טיטניום תוך שמירה על המראה האסתטי שלהם.