Способ химического окрашивания титана Советский патент 1980 года по МПК C23F7/00 

Изобретение относится к области химической обработки металлической поверхности, в частности титана с получением на его поверхности окрашенных окисных слоев. Известен способ химического окрашивания титана путем обработки поверхности в растворе минеральной кислоты, например фосфорной,серной, уксусной и других JlJ, Однако по этому способу окрашивание ведут в две стадии, при этом процесс осуществляют в течение 2025 ч. Кроме того, данный способ не позв ляет получить окраску в виде пятен, гамма цкетов при этом фиолетовая, синяя, голубая. Цель изобретения - интенсификация процесса и расширение цветовой гаммы покрытия. Указанная цель достигается тем, что процесс обработки ведут в присут ствии 0,02-2 г/ион/л двухвалентного титана. С получения окраски в виде пятен процесс ведут при контактиров нии покрываемой поверхности с части цами губчатого титана, предваритель смоченного ионами двухвалентного титана. Способ осуществляют следующим образом. Образец металлического титана погружают в воду и подогревают воду до кипения. Затем добавляют двухвалентный титан в определенных количествах и кипятят раствор в течение определенного промежутка времени (обычно 510 мин)до образования устойчивой окраски. Способ может быть применен для окрашивания как компактного, так и губчатого титана, который не требует предварительного полирования поверхности. Процесс окрашивания может быть и без подогрева раствора при комнатной температуре, но при этом длительность процесса возрастает до 2-20 ч в зависимости от концентрации ионов двухвалентного титана. Для окрашивания титана используют кислоту соляную. С целью получения ионов двухвалентного титана путем растворения в ней металлического титана наиболее приемлемы концентрированные растворы соляной кислоты, так как позволяют получить большие концентрации ионов титана в единицу времени. Чтобы получить окраску пятнами на образец помещают слой кусочков губчатого титана, предварительно смо ченных раствором, содержащим ионы двухвалентного титана. Величину пятен регулируют крупностью кусочко.в губчатого титана. Методом рентгенографии на поверхности окрашенных образцов обнаружены ркислы типа TigOj Экспериментально установлено, что при концентрации менее 0,02 г/ион/л двухвалентного титана окрашивание не наблюдается, а увеличение концентрации более 2 г/ион/л нецелесообразно, так как происходит интенсивное выпадание осадка, что приводит к перерас ходу реактива. Пример 1. Растворением 10 г губчатого титана в 15 мл концентрированной соляной кислоты получают рас вор двухвалентного титана (при комнатной температуре время до начала реакции 15-20 мин), после приливания кислоты время бурной экзотермической реакции 10 мин, концентрация ионов титана 1,5 г/ион/л, В колбу или стакан помещают образе компактного или губчатого титана, на ливают 1.00 мл воды и подогревают до кипения. В колбу добавляют 1,5 мл выше полученного раствора и кипятят 5-10 мин. Затем образец высушивают. Пример 2. В колбу или стакан на дно помещают образец компактного титана, сверху насыпают слой губчатого титана, смоченный предварительно полученным раствором ионов титана (см. пример 1). Добавляют 100 мл воды, подогретой до кипения, и кипятят в течение 510 М1Ш, Затем компактный образец вынимают и высушивают. На образце окраска пятнами, размер которых пропорционален крупности кусочков губча того титана. На компактных образцах BTl-0 цвет окисной пленки преи.мущественно зелено лиловых оттенков, цвет образцов губчатого титана синий,.желто-коричневый, зеленый, лимонный. Цветные окисные пленки применяют в качестве интерференционных индикаторов при изучении процессов окисления восстановления, для защитных , и декоративных целей. Окрашивание губчатого титана по предлагаемому способу позволяет применить метод интерференционных индикаторов для обнаружения кусков трубчатого титана,обогащенных примесями.Куски губчатого титана,обогащенные такими примесями, как железо и хром, имеют зелено-лиловую краску, чистые - синюю. Это метод анализа позволяет быстро оценить качество и однородность проб губчатого титана и может служить основой для разработки способа сортировки частиц дисперсного титана по цвету, поскольку окисные пленки в дальнейшем могут быть легко удалены. Формула изобретения. Способ химического окрашивания титана путем обработки поверхности в растворе минеральной кислоты, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса и расширения цветовой гаммы процесс обработки ведут в присутствии 0,002-2 г/ион/л двухвалентного титана. 2. Способ по П.1, отличаю.щ и и с я тем, что, с целью получения окраски в виде пятен, процесс ведут при контактировании покрываемой поверхности с частицами губчатого титана, предварительно смоченного ионами двухвалентного титана. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Воронцов Е.С., Алтухов В.К. и др. Поведение желтой пленки на титане в растворах некоторых неорганических кислот, - Успехи химии, 1973, вып. 7, том. XL11, с. 1341-1343.