Titânio brilhante: a arte e a ciência do polimento químico

No vasto universo da ciência dos materiais, o titânio tornou-se uma estrela brilhante em muitos campos de alta tecnologia e aplicações diárias com as suas propriedades físicas e químicas únicas, tais como alta resistência, baixa densidade, excelente resistência à corrosão e boa biocompatibilidade. Entre as muitas tecnologias de processamento de materiais de titânio, o polimento químico é particularmente importante como um processo que pode não apenas dar ao material um efeito de superfície brilhante, mas também melhorar o desempenho da superfície e a resistência à corrosão.

O polimento químico, como o nome sugere, é o processo de polimento da superfície do titânio utilizando o princípio da reação química. O núcleo deste processo reside na reação redox entre o líquido de polimento e a superfície do titânio. O líquido de polimento geralmente contém múltiplos componentes, como oxidantes, agentes quelantes, tampões e surfactantes, que atuam juntos na superfície do titânio para formar um complexo sistema de reação química.

Durante o processo de polimento químico, o oxidante no líquido de polimento reage com os átomos metálicos na superfície do material de titânio para formar óxidos de titânio ou outros compostos solúveis. Esses compostos são então estabilizados e dissolvidos pelo agente quelante no líquido de polimento, removendo assim pequenas partículas e camadas de óxido na superfície. Certos componentes do líquido de polimento também podem sofrer reações químicas adicionais com a superfície do material de titânio para formar uma película de óxido densa e uniforme. Este filme de óxido pode não apenas melhorar o brilho e o brilho da superfície do titânio, mas também aumentar sua resistência à corrosão e proteger o material de titânio da erosão pelo ambiente externo.

O fluxo do processo de polimento químico pode ser dividido em três etapas: pré-tratamento, polimento e pós-tratamento.

Pré-tratamento: O pré-tratamento é uma etapa importante antes do polimento químico, que visa remover manchas de óleo, camadas de óxido e outras impurezas na superfície dos materiais de titânio. Os métodos comuns de pré-tratamento incluem lavagem alcalina, lavagem ácida e limpeza eletroquímica. A lavagem alcalina pode remover manchas de óleo e matéria orgânica, a lavagem ácida pode remover camadas de óxido e íons metálicos, e a limpeza eletroquímica pode remover ainda mais pequenas partículas e poluentes da superfície. A qualidade do pré-tratamento afeta diretamente o efeito de polimento subsequente e as propriedades do material.

Polimento: O polimento é o elo central do processo de polimento químico. Nesta etapa, o material de titânio pré-tratado é imerso no líquido de polimento, e o polimento químico da superfície do titânio é obtido controlando parâmetros como proporção, temperatura e tempo de polimento do líquido de polimento. A proporção do líquido de polimento precisa ser ajustada de acordo com o tipo de material de titânio, o estado da superfície e o efeito de polimento necessário. O controle de temperatura afeta a taxa de reação química e o efeito de polimento. A duração do polimento determina o grau de polimento e a quantidade de perda de material. Durante o processo de polimento, os indicadores de desempenho do líquido de polimento, como valor de pH, concentração de oxidante, etc., precisam ser testados regularmente para garantir a estabilidade e consistência do processo de polimento.
Pós-tratamento: O pós-tratamento é uma etapa necessária após o polimento químico, que visa remover os componentes químicos residuais e contaminantes do líquido de polimento e embelezar ainda mais a superfície do material de titânio. Os métodos comuns de pós-tratamento incluem lavagem com água, passivação e secagem. A lavagem com água pode remover os resíduos do líquido de polimento e a passivação pode formar uma película protetora densa na superfície do material de titânio para aumentar a resistência à corrosão e a estabilidade do material. A secagem visa remover a umidade da superfície do material de titânio para evitar manchas de água e corrosão.

Como uma tecnologia eficiente de tratamento de superfície, o polimento químico tem muitas vantagens:
Ampla gama de aplicações: O polimento químico é adequado para o tratamento de materiais de titânio de vários formatos e estruturas, especialmente para materiais de titânio com formas complexas e estruturas finas, o polimento químico pode mostrar suas vantagens únicas.
Boa qualidade de superfície: O polimento químico pode remover pequenas partículas e camadas de óxido na superfície de materiais de titânio, gerar um filme de óxido uniforme e denso, melhorando assim o brilho e o brilho da superfície e aumentando a resistência à corrosão do material.
Forte controlabilidade do processo: Ao ajustar a proporção, temperatura e tempo de polimento do líquido de polimento e outros parâmetros, o efeito de polimento pode ser controlado com precisão para atender às necessidades de diferentes cenários de aplicação.

No entanto, o polimento químico também enfrenta alguns desafios:
Seleção e proporção do líquido de polimento: A seleção e proporção do líquido de polimento afetam diretamente o efeito de polimento e as propriedades do material. Diferentes tipos de materiais de titânio e diferentes requisitos de polimento requerem diferentes fórmulas de líquidos de polimento. Portanto, em aplicações práticas, é necessário otimizar e ajustar a proporção do líquido de polimento de acordo com as circunstâncias específicas.
Controle de temperatura e tempo: A temperatura e o tempo de polimento do líquido de polimento têm uma influência importante no efeito de polimento. Temperatura muito alta ou tempo muito longo pode levar ao polimento excessivo, resultando em perda de material e aumento da rugosidade superficial; temperatura muito baixa ou tempo muito curto pode levar a um polimento insuficiente e não atingir o efeito de polimento esperado. Portanto, os parâmetros de temperatura e tempo precisam ser rigorosamente controlados durante o processo de polimento.
Limpeza e passivação subsequentes: A superfície do material de titânio polido pode conter componentes químicos residuais e poluentes no líquido de polimento. Se a limpeza não for completa ou o tratamento de passivação for inadequado, o desempenho e a estabilidade do material podem ser afetados. Portanto, após o polimento, é necessário um tratamento completo de limpeza e passivação para garantir a limpeza e a resistência à corrosão da superfície do titânio.
Questões de proteção ambiental e segurança: O líquido de polimento utilizado no processo de polimento químico geralmente contém algumas substâncias nocivas, como íons de metais pesados, oxidantes, etc. Portanto, no processo de polimento químico, é necessário cumprir rigorosamente as leis e regulamentos de proteção ambiental e procedimentos operacionais seguros para garantir o uso racional do líquido de polimento e o descarte adequado dos resíduos.

Como uma das importantes tecnologias de tratamento de superfície para materiais de titânio brilhantes , o polimento químico desempenha um papel importante na melhoria do desempenho do material e no embelezamento da superfície. No entanto, este processo também enfrenta muitos desafios e limitações. Portanto, em aplicações práticas, é necessário considerar de forma abrangente o tipo, a estrutura da forma, os requisitos de polimento, a proteção ambiental e os fatores de segurança dos materiais de titânio para formular um plano de processo de polimento razoável. Também é necessário desenvolver continuamente novas fórmulas líquidas de polimento e tecnologias de processo para atender às necessidades e desafios de diferentes cenários de aplicação.