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鈦合金陽極氧化為何會顯色?
2025-11-17
1. 陽極氧化過程：生成氧化膜 首先，了解一下陽極氧化的基本操作： 將鈦合金工件作為陽極（正極），放入特定的電解液中（如磷酸、硫酸或其他鹽溶液）。 接通直流或脈沖電源，在電場作用下，電解液中的氧離子（O2?）會趨向鈦陽極。 氧離子與鈦合金表面的鈦原子發(fā)生反應(yīng)，生成二氧化鈦（TiO?）薄膜。 其基本化學(xué)反應(yīng)是：Ti + 2H?O → TiO? + 4H? + 4e? 這層生成的TiO?薄膜是致密、穩(wěn)定且透明的。。 2. 顯色核心原理：薄膜干涉 這是最關(guān)鍵的部分。為什么透明的膜會產(chǎn)生顏色？ 膜厚與光程差：當(dāng)白光（包含所有顏色波長的光）照射到這層透明的氧化膜上時，一部分光會在薄膜的上表面直接反射，另一部分光會穿透薄膜，在薄膜與鈦基體的下表面反射。 干涉現(xiàn)象：這兩束反射光相遇時，就會發(fā)生干涉。如果這兩束光的相位相同（波峰與波峰相遇），則光強(qiáng)增強(qiáng)，稱為相長干涉；如果相位相反（波峰與波谷相遇），則光強(qiáng)減弱，甚至消失，稱為相消干涉。 顏色生成：發(fā)生相長干涉還是相消干涉，取決于一個關(guān)鍵參數(shù)——光程差，而光程差直接由氧化膜的厚度和光的折射率決定。對于特定厚度的氧化膜，只有特定波長（顏色）的光會發(fā)生相長干涉并被強(qiáng)烈反射回來，而其他波長的光則會因相消干涉而減弱。 |