Titan verdunkeln (durch Oxidation)

  • Die Farbunterschiede kommen wahrscheinlich von ein bisschen Öl oder Fett an den Händen.


    Würde ich auch sagen.
    Die Farben die hier beobachtet werden sind Interferenzfarben. D.h. aufgrund einer dünnen Oxidschicht wird das weiße Licht an zwei Grenzflächen Luft/Oxid und Oxid/Metall gebrochen und reflektiert. Je nach Schichtdicke kann der Gangunterschied einer Wellenlänge des sichtbaren Lichts in den Bereich der destruktiven Interferenz gelangen, sprich eine "Farbe" / Wellenlänge des weißen Lichts (alle Wellenlängen von ca. 400-800 nm) wird verschluckt und die Komplementärfarbe dieser wird dann als Farbe wahrgenommen.
    Öl- /Fettfilme "verdicken" lokal die für die Interferenz verantwortliche Dünnschicht und täuschen im Prinzip eine lokal dickere Oxidschicht vor. Deshalb erscheint die Farbe so als wäre hier die Oxidschicht dicker.


    30 Sekunden googlen hat einen leicht verständlichen Erklärungsversuch (auch für Nicht-Wissenschaftler) gebracht, falls es jemanden genauer interessiert.

    Evtl. liegt aber auch eine tatsächlich unterschiedliche Schichtdicke vor, einfach weil das Verfahren relativ unkontrolliert erscheint.
    Unterschiede in der Oberflächenbeschaffenheit können auch vorliegen. Rauere Oberflächen haben bei mir schon oft die Farben bei geringeren Voltzahlen (bzw. Schichtdicken) als polierte Oberflächen gezeigt, obwohl es bei gleicher Spannung anodisiert wurde.


    Anodisiertes Titan ändert schnell mal ein bisschen die Farbe nur durchs anfassen, besonders bei Grün oder Blau.
    Beim Oxidieren wird es sich ähnlich verhalten.


    Es verhält sich in der Tat absolut genauso.
    Und zwar weil es das selbe Prinzip ist. Anodisieren ist auch nichts Anderes als eine dünne Oxidschicht auf dem Metall zu erzeugen. (Anodisation = anodische Oxidation). Nur ist anodisieren sehr viel kontrollierter und schneller als die Verwendung von Waschmitteln mit Peroxo-Verbindungen.


    So wie sich der Thread hier liest, wissen manche nicht das Oxidieren, Anodisieren, etc etc. ein und dasselbe Prinzip ist.


    Die üblichen DIY-Titan - "Färbemethoden" : (die alle die selbe Reaktion darstellen)

    1) Anodisieren:
    Dem Titanstück (Anodisch geschaltet) werden durch angelegte Spannung Elektronen entrissen. Der Elektronenmangel wird durch Einlagerung von negativ geladenen Oxid-Anionen kompensiert die ihren Ursprung im Wasser des sauren Elektrolyten haben.
    Je höher die Spannung desto dicker die Oxidschicht. Oxidationsmittel ist hier H2O


    2) Hitzecolorieren / Anlassen: Wird sehr oft fälschlicherweise auch als Anodisieren bezeichnet, ist aber kein elektrochemischer Prozess, dementsprechend ist auch nirgendwo eine Anode vorhanden.
    Die Hitze liefert nur die nötige Aktivierungsenergie für die Reaktion der oberflächlichen Titanschicht mit dem Luftsauerstoff. Je höher die Temperatur, desto dicker die Oxidschicht, da Sauerstoffatome dann bis in tiefere Schichten diffundieren können. Oxidationsmittel ist O2 aus der Luft.


    3) Oxidieren mir einem "klassischem" Oxidationsmittel unter milden Bedingungen (niedrige Temperaturen):
    Das ist das was der Threadersteller gemacht hat. Auf der Oberfläche eines Titanstücks mit einem starkem Oxidationsmittel (irgendeine Peroxo-Verbindung (O-O)) eine Oxidschicht erzeugt. Die Dicke hängt wohl a) von der Stärke des Ox-Mittels ab und b) von der Temperatur der Lösung.


    Der Oxidationsprozess von Titan an sich hat nix mit Ätzen, Farbstoffen, sonstigem Hexenwerk oder Rocket Science zu tun, und das Titanoxid selbst ist eigentlich auch farblos.
    (Nur beim Eloxieren von Aluminium werden oft tatsächlich Farbstoffe in eine nanoporöse Oxidschicht eingelagert und dann versiegelt.)


    bei "schwarzem" Titan müsste quasi jede Wellenlänge des sichtbaren Bereichs absorbiert werden bzw. derartig diffus reflektiert werden (durch mikroskopisch sehr sehr raue Oberfläche) dass nicht mehr viel vom Licht ins Auge gelangt.
    Mit einer einfachen Oxidschicht ist das vermutlich nicht möglich. Vielleicht werden ja Multilayer mit Oxiden von Fremdmetallen aus der Elektrolytlösung erzeugt? (Also vielleicht FexOy und MoO3 wie rolynd es beschrieben hat...)
    Keine Ahnung. Mich hat's auch schon mal interessiert und ich konnte auch nix Brauchbares dazu finden.

  • Kann nur sagen ich hab das etliche male probiert und mir die mühe gemacht das zu oxidierende titan nach dem auftreten der Farbschatten dann vorher sogar kathodisch zu entfetten - da war nix mehr drauf. hinterher nur anfassen mit handschuhen etc - Farbschatten gabs trotzdem.


    Dass titan-ano die farbe verändert ist normal bei verschmutzungen - warum das so ist hat Oachkatzlschwoaf ja schon erklärt : Interferenzphänomen = Schichtdickenänderung durch Verschmutzung = Farbänderung. Bei Alu ist das nicht der Fall da die Farbe durch eingelagerte Pigmente und nicht durch die Oxidschicht selbst erzeugt wird.


    Schwarz geht auch meines erachtens nach nur mit Fremdatomen die Fest auf der Oberfläche abgelagert werden.Ob elektrolytisch. chemisch, elektrochemisch oder mechanisch ist egal . Im Ziegenforum wurd mal ne anleitung gepostet wonach man das titan kräftig mit ner Messingdrahtbürste (bohrmaschine)bearbeiten soll - danach glühen bei ca 550°. Danach hat man erstmal ne hellere unansehnliche schicht, bürstet mans nochmal kräftig blättert die ab und darunter kommt matt schwarz zum Vorschein. Bei bedarf mehrmals wiederholen.
    Hab ich natürlich auch probiert, zum Teil stimmts, es entsteht tatsächlich ne mattschwarze schicht, die noch dunkler wird wenn leicht geölt - das problem dabei ist dass die unansehnliche hellere schicht nicht ganz so leicht überall und gleichmäßig zu entfernen ist und bei zu starkem einsatz der Messingbürste dann auch das schwarz wieder verschwindet....für mich unbrauchbar.
    Das beruht wohl auf schwarzem Kupferoxid. Messing besteht ja größtenteils aus Kupfer, durch die eher brutale action der Messingdrahtbürste wird selbiges geringfügig auf mechanichem Wege in die titanoberfläche einebracht und durchs glühen verwandelt sichs in schwarzes kupferoxid.
    Angeblich soll das recht haltbar ein wenns denn klappt - bei mir wars eher von mäßigem Erfolg gekrönt. Evtl macht da auch nen Versuch mit ner reinen Kupferdrahtbürste sinn - sowas hab ich aber nicht. Status: Interessanter Ansatz, abandoned.


    Schwarzes Titan könnt ich als Kontrast in meinen Schmuckstücken schon immer mal wieder brauchen, bisher hab ich jedenfalls dazu kein brauchbares Rezept gefunden...Oder zumindest eines welches sich mit einfachen Mitteln im Heimbereich anwenden ließe.


    Grüße
    Rolynd


    Ps: Ach ja, im Schmuckbereich gibts immer wieder mal z.B Ringe aus "Black titanium" - das ist kein reines Titan sondern ne Spezielle patentierte Titan/Zirkonium Legierung. Und die wird Schwarz nur durch reines Erhitzen auf bestimmte Temperatur = Ebenfalls Oxidation.

    2 Mal editiert, zuletzt von rolynd ()

  • Kann nur sagen ich hab das etliche male probiert und mir die mühe gemacht das zu oxidierende titan nach dem auftreten der Farbschatten dann vorher sogar kathodisch zu entfetten - da war nix mehr drauf. hinterher nur anfassen mit handschuhen etc - Farbschatten gabs trotzdem.


    Das Problem kommt mir bekannt vor. Bei mir lag es wohl an Inhomogenitäten der Oberflächenstruktur die aber mit bloßem Auge nicht erkennbar sind. Wollte eine Titanscale anodisieren die ab Werk gestrahlt war. Gab dann Flecken die etwas heller als der Rest waren obwohl das Finish vor dem Anodisieren relativ homogen erschien. Hab die Teile dann nochmal richtig schön perlstrahlen lassen und dann war das Ergebnis eine wunderbar einheitliche Farbe.


    Meine Erfahrung hat gezeigt dass man die besten Ergebnisse beim Anodisieren bekommt (homogene Farberscheinung) wenn man das Titanstück frisch gefinisht hat. Also kurz vorm Anodisieren strahlen, polieren, stonewashen etc.
    Idealerweise ätzt man die Oberfläche mit mit HF- oder fluoridhaltigen Lösungen an, wie z.B das in den USA beliebte Multi-Etch oder dem in der Metallographie verwendeten Kroll-Reagens. (Sollte man aber nur machen wenn man weiß wie man mit HF / Fluoriden umzugehen hat!!!!).


    Grundsätzlich lässt sich auch noch sagen dass die Farbe von anodisiertem Titan sehr stark vom Finish abhängt.
    Poliertes Titan zeigt brilliante, leuchtende Farben. Je rauer die Oberfläche (Extremum: Sandgestrahlt), desto matter und stumpfer erscheint die Farbe.
    Erstere sind dabei aber wesentlich anfälliger ggü. Fingerabdrücke.


    Je dicker die Oxidschicht, desto weniger wird die Farbe von Öl- und Fettfilmen verfälscht.
    Einfach weil die Dicke des zusätzlichen Ölfilms im Vergleich zur Oxidschicht kleiner und damit vernachlässigbarer wird.
    Bronze (~9-15V), violett (~15-22V) und blau (~24-35V) sind also wesentlich anfälliger für Fingerabdrücke als z.B. grün (jenseits 100V).


    Da Slum ein leicht dunkleres grau mit dem Reinigungsmittel erzeugt hat, vermute ich dass er eine Oxidschicht erzeugt hat, die vergleichbar ist mit einer Anodisation bei etwa 40-45V (?). Wenn ich es richtig in Erinnerung habe kommt zwischen blau (~30V) und gold (~50V) ein grauer Bereich.

    Andererseits könnte es aber auch nur bei wenigen Volt (Bereich 0-5V) liegen, noch unterhalb des kräftigen bronze. Die Hinderer-Scales haben ja einen schwachen Bronzestich, sodass mir das auch plausibel erscheint. Evtl. wird so durch das Ox.-mittel nur eine realtiv dünne Oxidschicht erzeugt, die dann passivierend wirkt und das darunterliegende Titan schützt, sodass die Schicht unter diesen milden Bedingungen (< 100°C) nicht weiter wachsen kann.


    Ja, "schwarzes Titan" bekommt man wohl wirklich nur durch Beschichten oder das Einbringen von Fremdelementen.
    Zirkonium, das im Periodensystem unterhalb vom Titan steht - also ähnliche chemische Eigenschaften hat - wird dagegen durch Oxidation bei Hitze schwarz (wird so ja auch schon bei Customs verwendet wegen der schönen schwarzen Farbe, auch Böker Haddock). Die Farberscheinung basiert dann scheinbar nicht mehr auf Interferenz sondern aufgrund der keramikartigen Oberflächenstruktur des Oxids.
    Zr ist allerdings wesentlich schwerer und sauteuer, sodass es ein reines "Schmuckmaterial" wird und keine Vorteile wie Titan (Gewicht zwischen Aluminium und Stahl) mehr aufweist.


    Was mir persönlich gefällt ist das Blackwash-Finish von ZT/Kershaw von Titan. Also DLC-Beschichtung und anschließend steinigen.
    Sieht nicht so langweilig aus wie eine homogene Farbe und zeigt keine Gebrauchsspuren. Aber vor allem ist es wesentlich abriebfester als Titanoxid das durch Anodisieren / Oxidieren erzeugt wird.
    Aber leider kann man das ja offensichtlich nicht mal eben so zuhause in der Werkstatt machen...

  • Titan 6AL4V wird bei 93-94 Volt Grün zumindest bei mir mit 0-1A.
    Richtig Grün wird am besten poliertes Titan, mit Stonewash wird es mehr ein gelbgrün bei gleicher Volteinstellung.


    Titan hat je nach Reinheit eine andere Farbscala / Volt

    Benchmade,ZeroTolerance,PohlForce,Hinderer,Spyderco,Hogue,Flytanium,SwissBianco

  • Heute kamen meine Titan Scales , als ich sie ausgepackt hab viel mir gleich auf das meine LockSide´s der Messer nicht so dunkel sind.
    deswegen hab ich die Scales kurzer Hand einmal gespült.
    Dadurch wurden sie wesentlich heller, leider hat auf dem Bild auch die Kamera auf die gespülte Scale geblitzt aber man sieht es trotzdem.

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