钛阳极着色法及其建筑领域的新应用

一、 前言

钛阳极氧化着色的研究已经有20多年历史了，它能在光的作用下发出丰富多彩的色彩、但是它在建筑材料上的应用还是近2~3年的事。这是因为在高电压条件下进行大面积的铁板着色很困难，并且有关色彩控制的研究尚未展开。本文仅以钛阳极氧化法为中心介绍钛着色法、 着色钛特性及其在建筑材料上的应用。

二、钛着色法

钛着色法共有3种， 即阳极氧化法、空气加热氧化法和化学氧化法．空气加热氧化法制造成本低、着色层密实性好但是可以显出的色彩也只有2~3种。同时色彩控制也较困难，尤其是大面积钛板均匀着色更是如此（金黄色除外）。

化学氧化法虽然简便，但只能显示浅黄色，而阳极氧化法和空气加热氧化法则能显示较难着色的黑色。

另一方面阳极氧化法在高彩度、色彩种类及控制方面优于其它两种方法。钛阳极氧化前处理法有脱脂、酸洗、表面机械研磨（喷砂）及其它综合方法。前一种处理方法，即进行脱脂的钛着色法，工艺非常简单因而在工业中被广泛采用。但是要着上除金黄色以外的色彩仍然困难，同时材料之间会产生色差。如果经脱脂仍不能除去表面氧化层时、材料棒之间氧化层厚度差的影晌将表现在阳极氧化后的色差上。为了解决这个问题需要通过酸洗或机械研磨、预磨等方法去掉钛表面的氧化层。

作为钛阳极氧化用电解质，过去曾有过用有机酸、无机盐溶液的报道，在使用磷酸等溶液时可以由高电压进行阳极氧化，这时将铝作为阴极，把预处理后的钛作为阳极，通过一定电压进行电解、使钛在表面生成氧化层。氧化层的厚度随着电解电压的升高而增加，钛的色调随氧化层的厚度发生多彩的变化。

另外，在磷酸及硫酸混合溶液中，施加200V以上的高压进行阳极氧化、 可以产生3~5µm 的灰色氧化层。这样就得到了过去用阳极氧化法得不到的较厚的氧化层。

随着阳极氧化电压的升高、钛的色彩由无彩色经金黄色-->茶色-->暗紫色，接着由深蓝色-->浅蓝色-->黄色-->、并进一步向红色-->明紫色-->明蓝色-->蓝绿色-->黄绿色-->桃红色变化。

彩色钛的第一个特点是色彩丰富，能产生10种基本色彩。 第二个特点是与其它着色金属材料相比，色泽度高，即可以产生鲜艳色彩。

第三个特点是钛的色调由阳极氧化电压决定，色调容易控制。

三、钛阳极氧化层的特性

1、耐腐蚀

彩色钛经2OOOh的CASS盐雾试验结果表明、无任何腐蚀现象与此相反通常在窗框、幕墙上采用的彩色铝、经20h后发生孔状腐蚀。200h后整体都被腐蚀。彩色不锈钢 （由因科法着色的不锈钢）经400h后发生孔状腐蚀。 上述情况表明彩色钛不会发生孔状腐蚀。

2 耐候性

通过日晒气候色牢度仪进行的增强光牢度的试验结果。可以看出，彩色钛受紫外线照射发生变色，光泽度稍有降低。即使经500h适当周期试验后，目测几乎不变色，而彩色铝在300h,彩色不锈钢在500h，色彩开始变化。

四、 彩色钛在建筑中的应用

彩色钛在主要建筑中的应用，最早是1973年早吸白女神社屋顶采用了金黄色着色钛。以后又部分用于其它寺庙屋顶。1984年秋天，东京电力（株）电力馆建成。它成为正式在现代建筑上使用彩色钛的先驱。 采用的阳极电压为lOV左右。

利用酸洗技术使钛踱上除金黄色以外的高彩度色，最早的施工例是1981年，设置在工厂的厂牌装饰 （深蓝色6.9×1.8m)。过去利用阳极氧化法大型钛板均匀着色很困难。但由于阳极氧化前处理技术的发展，使建筑用宽幅（1×2m) 钛板表面均匀着色成为可能。

钛可以发出40余种不同的色彩、 通过控制阳极氧化电压，可以控制钛着色的微小变化．最大限度利用此特征的例子是群马县生涯学习中心的“虹之塔”。

五、结束

钛阳极氧化制成的彩色钛不仅色调丰富，而且耐腐蚀、耐候性优良。因此，我们希望它能用于无需维修的高层建筑的幕墙及经受海风袭击的沿海地区的屋顶等建筑中。

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