آندایزینگ تیتانیوم

در آندایزِ تیتانیوم یک لایه اکسیدی از جنس دی‌اکسید تیتانیوم روی سطح تشکیل خواهد شد. دی‌اکسید تیتانیوم یک اکسید فلزی است که از مهمترین نیم رساناها به شمار می­‌رود. این ماده حداقل دارای هشت ساختار است. چهار ساختار آن پلی مورف طبیعی و چهار ساختار دیگر آن در آزمایشگاه و در فشار بالا به دست می­‌آیند. روتایل، آناتاز و بروکیت مهمترین آن­ها هستند. هر ساختار ویژگی فیزیکی متفاوتی دارد که به کاربردهای متفاو‌‌‌‌ت‌شان منتهی می‌­شود. از این ماده به دلیل خنثی بودن، پایداری مکانیکی بالا، ویژگی‌های نوری، الکتریکی، عدم فرسایش و خوردگی به عنوان یک فوتوکاتالیست مطلوب برای تصفیه آب و هوا به کار گرفته می­‌شود.

 لایه نازک اکسید تیتانیوم، روی قطعات تیتانیومی باعث افزایش سفتی، مقاومت در برابر خوردگی، ایجاد نمای تزیینی و تغییر برخی از خصوصیات فیزیکی آنها می­‌گردد. فلز تیتانیوم به عنوان یک ماده زیست سازگار برای کاربردهای پزشکی نیز شناخته شده است. تیتانیوم نه تنها از نظر شیمیایی قادر به ایجا پیوند با استخوان نیست بلکه به صورت فعالانه هم رشد استخوان را تشویق نمی‌کند. بنابراین روش­های اصلاحات سطحی متفاوتی برای ایمپلنت های تیتانیوم به منظور بهبود اکتیویته آن برای پیوند با استخوان انجام شده است. اخیرا روش پوشش دادن هیدروکسید آپاتیت به روش پلاسما اسپری به منظور افزایش اکتیویته ایمپلنت‌های تیتانیوم به طور گسترده استفاده می‌شود، اما متاسفانه موارد زیادی هم از جدایی ذرات هیدروکسی آپاتیت از سطح فلز و توسعه ترک ها در داخل آن و یا در فصل مشترک پوشش و سطح فلز گزارش شده است، بنابراین استحکام پیوند پوشش با سطح تیتانیوم موضوع بسیار مهمی در ایمپلنت ها می‌باشد. برای حل این مشکل انجام روش اکسیداسیون آندی قبل از اعمال پوشش هیدروکسید آپاتیت یک روشی است که با استقبال زیادی رو برو شده و مزایای زیادی دارد.

مزایا:

  • توانایی تولید فیلم های اکسید تیتانیوم متخلخل از طریق شکست دی الکتریکی
  • قابلیت تغییر ساختار کریستالی و ترکیب شیمیایی فیلم اکسیدی وابسته به محیط تولید

علاوه بر این آندایز کردن باعث افزایش استحکام پیوند بین فیلم اکسیدی و فلز زیر لایه می­‌شود، به این علت که جرقه آندی زود گذر در طول فرآیند آندایزینگ باعث ایجاد گرمای زیادی می­شود که این گرما باعث نفوذ فیلم اکسیدی به داخل فلز زیر لایه می­شود. پوشش نازک اکسید تیتانیوم یک رنج وسیعی از رنگ­ها را نشان می‌دهد که باعث می­شود فلز تیتانیوم برای کاربرد جواهر سازی و تزئینی نیز به کار برده شود. معمول­ترین روش برای ایجاد رنگ­های روی تیتانیوم یک روش آندایزینگ می­باشد. در آندایزینگ تیتانیوم مکانیسم رنگی دیده شدن فلز به دلیل جذب مواد آلی رنگی نمی باشد بلکه رنگی دیده شدن تیتانیوم به دلیل تداخل لایه اکسید تشکیل شده به روی سطح ( نازک و شفاف) با طول موج های نور مرئی (بسته به رنگ های مختلف) فرودی به روی سطح فلز می باشد. در آندایزینگ تیتانیوم ولتاژ تغییر داده می شود تا رنگ مورد نظر کاربر به دست آید. به طور کلی محدوده ولتاژ اعمال شده در آندایزینگ تیتانیوم بیشتر از آندایزینگ آلومینیوم می‌­باشد در حالی که شدت جریان به کار گرفته شده کمتر می‌­باشد.