チタンの着色表面はどのようにして形成されるのでしょうか？

チタンの表面の着色は、表面が酸化して二酸化チタンが形成されることによって起こります。 異なる厚さの二酸化チタン酸化物フィルムは異なる色の光を屈折させ、その結果、多くの異なる色が形成されます。 一般にチタンの着色酸化は常圧法、陽極酸化法、蒸着法に分けられます。 今回は最も一般的に使用されるアルマイト処理方法をご紹介します。

チタン陽極酸化処理では、チタンとその合金を対応する電解液（硫酸、クロム酸、シュウ酸など）に陽極として入れ、特定の条件と通電下で電気分解を行います。 アノード上のチタンまたはその合金は酸化され、表面に酸化チタンの薄い層が形成されます。 その厚さは5〜30ミクロンで、硬質陽極酸化皮膜は25〜150ミクロンに達することもあります。 陽極酸化チタンまたはその合金は、硬度と耐摩耗性が向上しており、最大 250-500 kg/mm2、優れた耐熱性、硬質陽極酸化皮膜の融点は最大 2320K、優れた絶縁性、耐衝撃性、絶縁破壊電圧は最大 2000V、強化された腐食を備えています。耐久性があり、ω=0.03NaCl 塩水噴霧中で何千時間も腐食しません。 薄い酸化皮膜には多数の微細孔があり、各種潤滑油を吸収することができるため、エンジンのシリンダーなどの耐摩耗部品の製造に適しています。 フィルムは強力な吸着能力を持ち、美しく明るいさまざまな色に着色できます。 非鉄金属またはその合金（チタン、マグネシウムおよびその合金など）を陽極酸化することができます。 この方法は機械部品、航空機や自動車部品、精密機器や無線機器、日用品や建築装飾品などに広く使用されています。一般に陽極にはチタンやチタン合金、陰極には鉛板が使用されます。 チタン板と鉛板を硫酸、シュウ酸、クロム酸などを含む水溶液中に入れて電気分解すると、チタン板と鉛板の表面に酸化皮膜が形成されます。

純チタン製品は表面に緻密な酸化皮膜を有しており、常温でさまざまな環境によく適応します。 そのため、スプレーの必要がなく、純チタン製のケトルは耐食性に優れています。 屋外の弱酸性や弱アルカリ性の環境下でも、純チタン製のケトルは容易に対応できます。 純チタン製のやかんは、川の水や雨水、石や草木などに直接触れても腐食することがありません。 ケトル本体全体にスプレー塗装を行っていないため、純チタン製品特有のグレー色となります。 火源で直接加熱して鮮やかな色を作り出すこともできます。 チタン製のケトルはカラフルです。 金属チタンの表面は極めて薄い自然酸化膜（チタンと酸化物TiO2）で覆われています。 この皮膜も表面に屈折率の高い透明な皮膜が形成されているため、チタンサビになる可能性があります。 フィルムはプリズムのように機能し、光を屈折させてさまざまな波長を吸収し、色が見えるようになります。 また、酸化膜の厚さを手動で8～10μmに調整すると、波長に応じて数千色の同系色を表示することができます。 このフィルムは屈折率が高く透明なフィルムであるため、豊かな色彩を表示することができます。

光触媒は日本の科学者によって初めて発見され、その効果は 1965 年には日本の学者、関暁南氏によって確認されました。その後、東京大学の本田健一教授とその弟子の藤島昭氏が 1972 年に「本田・藤島効果」を発見しました。二酸化チタン電極に光を照射することで水の電気分解反応を促進することができ、話題となりました。 30 年以上にわたり、多くの技術者がこの実用化への道に懸命に取り組んできましたが、ついに数年前に室内の消毒や防汚などの分野への適用が開始されました。

光触媒とは、ナノスケールの二酸化チタンを主材料とし、光を照射することで反応する新しいタイプの触媒です。 光触媒には除染・浄化の力があり、水域の汚れを分解して臭いを除去するだけでなく、建物の内壁や外壁に散布することで長期間ホコリや汚れの付着を防ぐことができます。そして新しい状態を維持します。 。 開発技術者によると、この二酸化チタンは太陽光の紫外線を吸収すると内部電子が励起され、強力な酸化力を発生して細胞膜を破壊し、空気中の浮遊菌を99％以上死滅させることができるという。 また、酸化還元反応により有機物や有害なガスを無害な水、二酸化炭素、塩等に変換し、水質の浄化や空気の浄化も行います。