钛金属阳极氧化技术在珠宝设计中的应用

1.绪论

1.1 钛金属材料概述

钛是一种银白色的过渡金属，化学元素符号为Ti。其密度小，强度高，耐腐蚀，性能优良。在地壳中含量约为 0.4% ，远超金、银、铂等常见首饰用金属的含量，从其自身性质、储量、发展现状来看，其发展前景十分乐观，工业方面有望成为比铁、铝的更优选择。

1.2 钛金属表面处理方法

酸洗、物理气相沉积、化学沉积、机械改性、氧化改性等。

1.3 钛金属的应用

钛具有密度小，强度高、防锈能力好等性能，被喻为仅次于铁、铝的“第三金属”，也有着“21 世纪金属”的称号。目前，钛金属在航空航天、医疗器械、工业制造、建筑业方面已经有了广泛应用，但在珠宝首饰设计中的应用并不广泛。

钛金属的密度低，这就意味着质地轻盈，同等的体积下，钛金属的重量仅为传统贵金属，如18k金、铂金等重量的四分之一左右。由于高级珠宝表面积较大，造型夸张装饰性强，若使用传统贵金属制作，重量过大，佩戴者容易感到不适，而由钛金属制作而成的高级珠宝则完全不存在这一问题。

钛金属还可以通过氧化得到红、橙、黄、绿、青、蓝、紫、黑、白、灰十种基本颜色。当下的珠宝行业内使用的贵金属种类、颜色十分有限，多为黄金掺杂其他元素得到。以黄色、银色为主，而钛金属经氧化得到的氧化膜颜色丰富，可以很好地弥补传统贵金属中颜色种类、饱和度不足的问题。同时，通过阳极氧化方式着色的钛金属还可以通过控制电压达到不同颜色之间渐变的效果。这样一来，钛金属的应用便可以辅助设计师设计出更有张力、更具个性的作品。

2.钛金属阳极氧化着色实验

2.1 实验原料及设备

实验原料采用 200mm^*20mm^*0.5mm 的 TC4、TA1、TA2 钛板若干，将其切割为 50mm^*10mm^*0 5mm 的样品备用，做阳极氧化着色实验的阳极。同时还需准备耐腐蚀材料，做阳极氧化实验的阴极。实验中还需要用到可调式自耦变压器、加热盘、搅拌棒、烧杯。

2.2 实验过程

试样打磨抛光—蒸馏水清洗—碱洗除油—蒸馏水清洗—酸洗—蒸馏水清洗—阳极氧化—蒸馏水清洗—封孔处理—晾干—记录

2.2.1 阳极氧化操作过程

（1）烧杯盛电解液，放置待用。

（2）将钛金属试样与电源阳极相连，与电源阴极相连。

（3）将阴极和阳极浸于电解液中形成闭合回路

（4）调节电压，得到不同颜

2.2.2 封孔处理操作过程

（1）在90℃的热水中煮洗15 分钟。