利用 Zn-Ti 液态金属浴的相消光干涉设计热浸镀锌钢板的颜色
材料科学
2017-01-09 v1
摘要
热浸镀锌钢板的颜色通过使用液态 Zn-Ti 金属浴、空气气氛并将浴温作为唯一实验参数以可重复的方式进行了调整。仅在空气中冷却并浸入含 Ti 液态 Zn 的样品上发现了着色。对于浸入含 0.15 wt pct Ti 的 Zn 浴的样品，在 792 K (519 C) 以下的浴温下颜色保持金属色（灰色）；在 814 K 时为黄色，847 K 时为紫色，873 K 时为蓝色。随着浴温升高，粘附的 Zn-Ti 层厚度从 52 逐渐减小到 32 微米，而外部 TiO2 层厚度从 24 逐渐增加到 69 nm。由于 Zn 浴的少量 Al 污染，在外层 TiO2 层与内部宏观 Zn 层之间发现了薄（约 2 nm）的富氧化铝层。证明颜色变化由外部薄 TiO2 层的形成控制；不同颜色的出现取决于该层的厚度，主要由于可见光在该透明纳米层上的相消干涉。构建了一个复杂模型，利用化学热力学、粘附、热流、化学反应动力学、扩散和光学的已知关系来解释结果。
引用
@article{arxiv.1701.01616,
title = {Designing the color of hot-dip galvanized steel sheet through destructive light interference using a Zn-Ti liquid metallic bath},
author = {Gábor Lévai and Melinda Godzsák and Tamás I. Török and József Hakl and Viktor Takáts and Attila Csik and Kálmán Vad and George Kaptay},
journal= {arXiv preprint arXiv:1701.01616},
year = {2017}
}