ブラックチタンとは何ですか？ブラックチタンステンレススチールの写真

ブラックチタンは、黒色度が高く、物理的・化学的安定性に優れた無機複合顔料です。通常、二酸化チタンを還元して得られ、塩化ナトリウム立方晶とルチル正方晶の混合粉末構造をしています。ブラックチタンは、耐熱性、耐酸性、耐アルカリ性、隠ぺい力、分散性が高く、環境に優しい無毒な素材です。

I. ブラックチタンはチタン合金ではありません
ブラックチタンはステンレス素材です。電気メッキや水メッキなどの特殊な表面処理を施し、ステンレスの表面を黒く見せます。この処理方法はステンレス鋼の装飾効果を高めるだけでなく、耐食性、耐摩耗性、耐紫外線性も向上させます。

 

ブラックチタンステンレス板の材質は通常201、304、316などの各種ステンレス鋼があり、厚さは0.28mmから5mmまであります。物性的には、ブラックチタンステンレス鋼の密​​度は約7.92g/cm3、弾性率は200GPa、引張強さは520MPa、伸びは40%、硬度は207HBWです。化学組成的には、炭素、ケイ素、マンガン、リン、硫黄、クロム、ニッケル、モリブデンなどの元素が一定の割合で含まれています。

 

ブラックチタンステンレス鋼の種類には、ブラックチタンブラッシュド、ブラックチタンフロスト、ブラックチタンミラーなどが含まれます。これらのタイプは、加工中に鏡面研磨、ブラッシュドサンドブラスト、エッチングなどのさまざまな表面処理プロセスを使用する場合があります。このうちブラックチタンミラーステンレス板は、通常のステンレス板を研削・研磨し、表面にチタンメッキを施し、耐食性の高いブラックチタン層を形成したものです。

 

ブラックチタンステンレスの製造工程は主に電気メッキと水メッキです。電気メッキの色は灰色ですが、水メッキの色は比較的黒色です。ブラックチタンの水メッキに304または316ステンレス板を使用する場合、お客様のご要望に応じて色を黒または青に調整することができます。ブラックチタンステンレス板は加工工程が比較的簡単で色が安定しており、重大な色差の問題がほとんどありません。強い装飾性を持っています。汎用性の高い色である黒は、さまざまなシーンに適用でき、高級感と雰囲気のある装飾効果を生み出します。

 

II.ブラックチタンはありますか？
1. 亜酸化チタン
亜酸化チタンは高活性で純黒色の無機新エネルギー機能素材であり、その色は黒色です。

化学構造的には二酸化チタン（TiO2）と金属チタンの中間に位置します。多結晶体や結晶体などさまざまな形態があり、最も一般的なものはアナターゼ型とルチル型です。アナターゼ型亜酸化チタンの構造は正方晶系であり、ルチル型亜酸化チタンの構造は六方晶系である。

 

亜酸化チタンは、食品グレードの安全基準を満たし、皮膚に損傷を与えない、環境に優しい無毒の材料であり、低炭素経済の発展ニーズを満たします。亜酸化チタンは良好な導電性を持ち、特に Ti4O7 相の単結晶導電性は 1500S/cm3 もの高い値を示します。また、亜酸化チタンは熱安定性が高く、分散性も良好であり、水や樹脂中に均一に分散することができます。

 

亜酸化チタンは黒色の特性を活かし、光触媒、電池の電極材料、LEDのブラックマトリックス材料などに広く使用されています。二酸化チタンは、その独特の物理的および化学的特性により、電池分野でグラファイトに代わる陰極として使用され、充放電サイクルによって引き起こされる静電容量の減衰を軽減することができます。同時に、化学産業、電気冶金、電気メッキ、環境保護産業、水処理でも優れたパフォーマンスを発揮します。

1>二酸化チタンの特徴
①物性：室温で良好な導電性を持ち、特にTi4O7の単結晶導電率は1500Scm-1です。体積密度は3.15g/cm3～3.18g/cm3です。
② 化学的性質：高い化学的安定性と耐食性を有します。 50 度、濃度 42% の H2SO4 では、静的腐食速度はわずか 0.019g/m²/日です。優れた電気化学的特性を持っています。室温では、動作電流は 5-20mA/cm² に制御されます。この材料は、水素および酸素発生反応の正極および負極の両方として使用でき、水素および酸素発生過電圧は非常に高くなります。
③熱安定性：酸化チタンの酸化性雰囲気中での耐熱温度は600度以下、粉末粒径は1.0μm以下です。
④ 環境保護と非毒性：食品グレードの安全基準を満たし、皮膚に損傷を与えず、低炭素経済の発展ニーズを満たします。

 

2>酸化チタンの応用分野
① 電池分野：グラファイトの正極代替品として、充放電サイクルによる静電容量の低下を低減できます。燃料電池、空気亜鉛電池、フロー電池の電極やバイポーラ材料として使用されます。
②化学工業：化学的安定性と導電性に優れているため、塩素アルカリ工業、塩素酸塩製造、二クロム酸製造、有機電気合成などに使用できます。
③電気冶金分野：亜鉛電解析出用電極、金属回収、電解マンガン酸化物、金属箔製造、プリント基板エッチング液のリサイクルなど。
④ 電気めっき分野：酸化チタン電極は、電解液にフッ化物イオンなどの腐食性の高い物質が含まれているため、酸素発生過電圧が高く、耐食性、耐摩耗性に優れ、電極サイズも安定しています。
⑤ 環境保護産業と水処理分野：有機汚染物質と埋め立て浸出水の電極触媒分解、フェノール廃水の電極触媒処理、印刷および染色廃水処理、油田廃水処理、病院下水処理、水素製造のための海水の電気分解、海水淡水化に広く使用されています。 、電気分解による水の消毒とオゾンの生成。
⑥ 陰極防食分野：石油貯蔵タンク、船舶、ドック、橋梁、鉄筋コンクリートの防食、土壌の陰極防食に使用されます。
二酸化チタンの製造方法には、ゾルゲル法、水熱法、高温酸化法などがあります。

 

2.黒色二酸化チタン
従来の二酸化チタンは、塗料、プラスチック、製紙、その他の産業で広く使用されている白色顔料です。ただし、二酸化チタンは、水素化、化学還元、陽極酸化アニーリングなどの特別な化学処理を行うことで黒色にすることができます。

従来の白色二酸化チタンと比較して、この黒色二酸化チタンは、光吸収および電子輸送能力が大幅に向上し、光吸収特性が向上しており、太陽スペクトルの紫外から赤外領域の光を吸収できます。これは主に、外殻が酸素欠乏非晶質層であり、内核が本来の結晶相である特殊なコアシェル構造によるものです。

この構造を有する二酸化チタンは、光触媒性能、特に可視光および近赤外光領域の吸収能においてより高い活性を示し、太陽エネルギーの利用効率を向上させる上で極めて重要である。これにより、光触媒、太陽電池、太陽熱集熱などの分野での潜在的な応用価値が期待され、エネルギー分野における二酸化チタンの応用可能性について新たな研究の方向性が示されました。
① 光水素生成：黒色 TiO2 は、可視光および近赤外光さえも吸収する能力があるため、光触媒による水を分解して水素を生成することが広く研究されています。たとえば、水素化によって生成される Ti3+ イオンと酸素空孔は、可視光の吸収、電荷キャリア捕捉能力、および電荷分離能力を大幅に向上させることができ、それによって光触媒による水素生成の効率が向上します。
② 光電気化学的水素製造：電気化学的還元法で作製した黒色 TiO2 ナノチューブアレイは、光電気化学的水分解性能の向上を示し、光電気化学的水素製造の効率を効果的に向上させることができます。
③有機物の光分解：黒色TiO2は、フェノール、アクティブブラック5、ローダミンB、メチレンブルー等の各種有機汚染物質に対して極めて高い光分解効率を有し、環境汚染物質の除去に使用されています。
④ 光化学センサー：Black TiO2 は、その優れた光吸収性能により、環境中の有機汚染物質の検出に使用される光化学センサーの開発にも使用されます。
⑤ がん光熱療法：ポリエチレングリコールでコーティングされた水素化黒色 TiO2 はがんの診断と治療のために研究されており、良好な光熱療法効果が示されています。
⑥ その他のエネルギーおよび環境への応用：Black TiO2 は、光触媒による CO2 削減、抗菌消毒など、他のエネルギー変換および環境修復分野でも研究されています。

 

黒色二酸化チタンの研究の進歩により、その光吸収性能と光触媒活性がさまざまな合成方法と欠陥工学によって制御できることが示され、それによって光触媒分野でのより幅広い応用が実現します。研究は一定の進歩を遂げていますが、黒色TiO2の性能は実際の製造要件からは程遠く、いくつかの重要な光触媒メカニズムはまだ不明です。光触媒効率と光量子効率を改善するには、さらなる研究が必要です。