Inhaltsverzeichnis
1. Festhaftende Schichten
2. Ansätze der anodischen Oxidation von Titan für E-Technik und Zweiradindustrie
3. Prinzip der Inteferenzfärbung
Titan zeichnet sich durch große mechanische Festigkeit, eine Schmelztemperatur von über 1.700 °C sowie geringe thermische Ausdehnung aus. Natürlich gebildete, dünne oxidische Schichten auf der Oberfläche sorgen für gewisse Korrosionsbeständigkeit. Zudem ist das Metall nichttoxisch und antiallergisch.
Titan kann als reines Metall oder legiert eingesetzt werden, beispielsweise mit Aluminium, Chrom, Eisen, Molybdän, Vanadium oder Zinn. Eine vor allem in der Luftfahrt, aber auch in der chemischen Industrie verwendete Legierung ist TiAl6V4, die bei Temperaturen bis zu 500 °C einsetzbar ist. Sie ist schweißbar und ihre Zug-festigkeit liegt zwischen 1.000 und 1.250 Newton pro Quadratmillimeter. Nachteilig sind die schlechten abrasiven Verschleißeigenschaften der Titan-Legierungen. Abhilfe schaffen hier beispielsweise keramische oder diamantartige Schichten.
Festhaftende Schichten
Eine andere Zielrichtung verfolgt AHC Oberflächentechnik mit der Erzeugung dünner festhaftender Schichten durch anodische Oxidation: Die Werkstücke werden über ein Gestell kontaktiert und in einem wässrigen Säureelektrolyten als Anode geschaltet. Über die angelegte Gleichspannung lassen sich die Schichtdicken einstellen, die im Bereich der Wellenlänge des sichtbaren Lichtes liegen. Durch Interferenz innerhalb der eigentlich farblosen Schicht erscheint diese farbig. Anwendungen finden sich unter anderem in der Medizintechnik: Implantate aus einem Titan-Werkstoff, die zur Heilung von Knochenbrüchen vorübergehend im menschlichen Körper verbleiben, werden farblich anodisiert. Das hilft dem Chirurgen beim schnellen Identifizieren der Komponenten. Die beschichteten Implantate verhalten sich im Körper neutral. Sie verwachsen nicht mit Knochen und Gewebe und lassen sich nach der Ausheilung einfach entfernen. Wegen ihrer Bioverträglichkeit und ihres dekorativen Aussehens wird die Schicht auch in der optischen und in der Schmuckindustrie eingesetzt.
Ansätze der anodischen Oxidation von Titan für E-Technik und Zweiradindustrie
Es finden sich auch Ansatzpunkte in der Elektrotechnik oder Zweiradindustrie. So fertigt MPL-Tuningparts seit einiger Zeit Spezialteile für einen Motorradhersteller und lässt hierfür Radmuttern aus einer Titan-Legierung blau anodisieren. Der Werkstoff erfüllt die Forderungen nach höchster Festigkeit bei geringem Gewicht, die Oberfläche entspricht den Designwünschen des Abnehmers.
Prinzip der Inteferenzfärbung
Die transparente Schicht auf dem Substrat hat einen anderen Brechungsindex als Luft. Der einfallende Lichtstrahl A wird teilweise an der Oberfläche der Oxidschicht reflektiert (Strahl B), teilweise gebeugt, absorbiert und dringt bis zur Oberfläche des Grundmaterials vor (C). Der Teilstrahl C wird von der Metalloberfläche reflektiert und an der Grenzfläche Oxidschicht/Luft erneut gebeugt. B und C haben unterschiedliche Laufwege. Sie bzw. ihre Parallelstrahlen löschen oder verstärken bei Überlagerung einen Teil der Wellenlängen des sichtbaren Spektrums. Dieser Vorgang heißt Interferenz. Den Farbeindruck erzeugt das reflektierte Licht mit dem verbliebenen Wellenlängenbereich.
