🔩 Анодирование титановых деталей позволяет изменить их цвет. Эта обработка навсегда окрашивает металл без необходимости наносить краску или гальваническое покрытие.

Существует два метода анодирования:

▪️ Электрическое анодирование. Для получения единого, равномерно тонированного цвета используется постоянный ток не менее 80 вольт и от 1 до 3 ампер. Титановый кусок помещают в ванну с проводящей жидкостью, соединённой с источником питания полосой проводящего металла. Ток применяют к металлу до получения желаемого цвета. Цвет меняется в зависимости от силы тока и используемого напряжения.

▪️ Тепловое анодирование. Технология идентична электрическому анодированию, но реакция запускается не электрическим током, а теплом. Тепловое анодирование менее точно, чем электрический метод, но оно даёт более сложные результаты, например, градиенты или разноцветные эффекты. Первый шаг — полностью очистить и высушить изделие, затем происходит непосредственное обжигание металла, пока он не изменит цвет. С помощью приближения или удаления пламени можно менять цвета и создавать узоры.

Титан – современный легкий, прочный и коррозионно-стойкий конструкционный материал. Относится к переходным металлам. Он устойчив во многих средах, при комнатной температуре, на воздухе - до 550 °C. Стойкость титана обусловлена присутствием на поверхности тонкой, но плотной оксидной пленки. Толщина ее достигает 5-20 нм, что чуть больше, чем на алюминии, но на титане она гораздо прочнее. Естественная пленка на титане преимущественно состоит из рутила и анатаза. Повысить толщину и плотность естественной оксидной пленки на титане можно путем анодирования (анодного оксидирования). После анодирования можно также добиться повышения микротвердости поверхности титана, износостойкости, жаростойкости, жаропрочности, усталостной прочности и стойкости к схватыванию. После анодирования повышаются антифрикционные свойства поверхности деталей, предотвращается контактная коррозия при соприкосновении титана с алюминием, магнием, кадмиевыми и цинковыми покрытиями. Также анодная плёнка, благодаря пористой структуре, хорошо зарекомендовала себя как подслой для нанесения лакокрасочных материалов, клеев, герметиков, смазок. Высокая коррозионная стойкость в физиологической среде анодированного титана позволяет использовать данный материал для производства имплантов и протезов.
#видеоуроки #physics #физика #опыты #электродинамика #анодирование #химия #эксперименты #научные_фильмы #электролиз

💡 Physics.Math.Code // @physics_lib

🧊 Аэрогели — класс материалов, представляющих собой гель, в котором жидкая фаза полностью замещена газообразной. Такие материалы обладают рекордно низкой плотностью и демонстрируют ряд уникальных свойств: твёрдость, прозрачность, жаропрочность, чрезвычайно низкую теплопроводность и т. д. Распространены аэрогели на основе аморфного диоксида кремния, глинозёмов, а также оксидов хрома и олова. В начале 1990-х получены первые образцы аэрогеля на основе углерода.

Аэрогели относятся к классу мезопористых материалов, в которых полости занимают не менее 50 %, а как правило, 95—99,8 % объёма, а плотность составляет от 1 до 150 кг/м³. По структуре аэрогели представляют собой древовидную сеть из объединённых в кластеры наночастиц размером 2—5 нм и пор размерами до 100 нм.

На ощупь аэрогели напоминают легкую, но твёрдую пену, похожую на пенопласт. При сильной нагрузке аэрогель трескается, но в целом это весьма прочный материал — образец аэрогеля может выдержать нагрузку в 2000 раз больше собственного веса. Аэрогели, в особенности кварцевые, — хорошие теплоизоляторы. Они также очень гигроскопичны.

По внешнему виду кварцевые аэрогели полупрозрачны. За счёт рэлеевского рассеяния света на древовидных структурах они выглядят голубоватыми в отражённом свете и светло-жёлтыми в проходящем. Сходными оптическими свойствами обладают аэрогели на основе оксидов алюминия (Al₂O₃), циркония (ZrO₂) и титана (TiO₂). Аэрогели из других оксидов металлов могут иметь различный цвет и прозрачность; так, железооксидный аэрогель непрозрачен и имеет цвет, сходный со ржавчиной, ванадиевооксидный аэрогель непрозрачен, оливково-зелёного цвета; хромооксидный аэрогель имеет тёмно-зелёный или тёмно-синий цвет, а аэрогели на основе оксидов редкоземельных металлов прозрачны (оксид самария жёлтый, оксид неодима фиолетовый, оксиды гольмия и эрбия — розовые). Углеродные аэрогели имеют глубокий чёрный цвет, поглощая 99,7 % падающего света. Температура плавления кварцевого аэрогеля составляет 1200 °C.

⚡️ Углеродные аэрогели (аэрографиты) состоят из наночастиц, ковалентно связанных друг с другом. Они электропроводны и могут использоваться в качестве электродов в конденсаторах. За счёт очень большой площади внутренней поверхности (до 800 м²/грамм) углеродные аэрогели нашли применение в производстве суперконденсаторов (ионисторов) ёмкостью в тысячи фарад. В настоящее время достигнуты показатели в 104 Ф/грамм и 77 Ф/см³. Углеродные аэрогели отражают всего 0,3 % излучения в диапазоне длин волн от 250 до 14 300 нм, что делает их эффективными поглотителями солнечного света. Глинозёмные аэрогели из оксида алюминия с добавками других металлов используются в качестве катализаторов. На базе алюмооксидных аэрогелей с добавками гадолиния и тербия в НАСА был разработан детектор высокоскоростных соударений: в месте столкновения частицы с поверхностью происходит флюоресценция, интенсивность которой зависит от скорости соударения. #физика #physics #science #аэрогель #химия #наука #астрономия #астрофизика

💡 Physics.Math.Code // @physics_lib

🔥 Свечение газов вблизи катушки Тесла⁠⁠

Коллекция газов для спектрального излучения: чистые образцы водорода, азота и пяти благородных инертных газов подвергаются воздействию высокочастотного импульсного поля миниатюрной катушки Тесла. Каждый газ имеет характерное напряжение пробоя и спектр излучения. Обратите внимание, что азот имеет самое высокое напряжение пробоя и светится только в непосредственной близости от катушки, где поле наиболее интенсивно, тогда как у неона и гелия самое низкое напряжение пробоя, и они начинают светиться на большем расстоянии от катушки. Цвет каждого газа обусловлен сочетанием цветов, излучаемых электронными энергетическими переходами, характерными для каждого элемента - основы спектроскопии. Трубка Криптона также демонстрирует интересные колебания с этой конкретной катушкой Теслы. #атомная_физика #химия #физика #physics #видеоуроки #электроника #gif

💡 Physics.Math.Code // @physics_lib

🪙 Разбираемся в пайке: Советы по соотношению олова и свинца и их влиянию

Эволюция технологий пайки в электронной промышленности ознаменовалась кардинальным переходом от традиционных припоев на основе свинца к экологически безопасным бессвинцовым альтернативам. В течение многих лет пайка на основе свинца, в основном с использованием сплавов олово-свинец, была отраслевым стандартом, ценившимся за доступность и превосходные физические свойства. Однако растущая осведомленность об опасностях для окружающей среды и здоровья, связанных со свинцом, привела к ужесточению правил, что побудило к исследованию и внедрению решений для бессвинцовой пайки. Припой на основе свинца относится к типу припоя, который содержит свинец в качестве одного из основных компонентов. Наиболее распространенной рецептурой припоя на основе свинца является сплав олово-свинец (Sn-Pb), в котором соотношение олова и свинца обычно составляет около 60:40. Это определенное соотношение часто называют эвтектическим составом, где сплав имеет определенную температуру плавления, что позволяет ему напрямую переходить из твердого состояния в жидкое и наоборот.

Бессвинцовый припой — это тип припоя, который не содержит свинца в качестве одного из своих основных компонентов. Переход к бессвинцовой пайке вызван проблемами окружающей среды и здоровья, связанными с использованием припоев на основе свинца. Различные бессвинцовые припои были разработаны в качестве альтернативы традиционному припою олово-свинец (Sn-Pb) с целью сохранить рабочие характеристики и надежность паяных соединений, одновременно устраняя токсичное воздействие свинца. Температура плавления бессвинцового припоя может находиться в диапазоне от 50 до 200 °C и выше. Для достаточной смачивающей способности бессвинцового припоя требуется примерно 2% флюса по массе.

Доступно несколько бессвинцовых припоев, и производители могут выбрать тот, который лучше всего соответствует их конкретным требованиям. Некоторые распространенные бессвинцовые припои включают в себя:
▪️ Олово-Висмут (Sn-Bi): Этот сплав имеет более низкую температуру плавления по сравнению с другими бессвинцовыми альтернативами, что делает его пригодным для применений, где желательны более низкие температуры пайки.
▪️ Олово-Серебро (Sn-Ag): Этот сплав без меди является еще одним популярным бессвинцовым сплавом. Он обеспечивает хорошую стойкость к термической усталости и широко используется в производстве электроники.
▪️ Олово-Цинк (Sn-Zn): Этот сплав используется в некоторых составах бессвинцовых припоев, предлагая альтернативу без использования серебра или меди.

#пайка #химия #схемотехника #физика #physics #видеоуроки #научные_фильмы #опыты

💡 Physics.Math.Code // @physics_lib

🧲 Диамагнитная беговая дорожка

Набор из пяти концентрических неодимовых магнитов, чередующихся N-S-N-S-N, образует беговую дорожку и формирует поле захвата, над которой парят тонкие слои пиролитического графита.
Пиролитический графит (иногда пирографит) — форма графита. Он обычно используется как инструмент калибровки для микроскопических исследований, таких как сканирующая туннельная микроскопия или атомно-силовая микроскопия. Пиролитический графит получают нагреванием смеси кокса и пека до 2800 °C; из газообразных углеводородов при температуре 1400—1500 °C в вакууме с последующим нагреванием образовавшегося пироуглерода до температуры 2500—3000 °C при давлении 50 МПа (образовавшийся продукт — пирографит). Пиролитический графит или пирографит — один из самых интересных видов углерода. Он является отличным диамагнетиком (веществом, намагничивающимся против направления внешнего магнитного поля). Его плотность составляет 2200 кг/м³. #физика #факты #химия #опыты #магнетизм #physics #диамагнетики

💡 Physics.Math.Code // @physics_lib