TA的每日心情 | 开心 2015-11-25 10:00 |
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[转帖]让金属钛呈现五彩缤纷的颜色
元素:钛
对象:用电镀的方法制作一个钛制的鸟笼
费用:75美元
时间:两小时
业余 专业
西班牙毕尔巴鄂的古根海姆美术博物馆是世界上表面覆盖钛面积最大的建筑物。它是由弗兰克·盖里设计的,表面覆盖着3.2万平方米0.04厘米厚的纯钛。这是一幢庞大的建筑,我想它其中也一定蕴含着艺术的真谛。为了学习如何更好地使用钛金属,我准备制作一个属于我自己的、带有艺术感的现代建筑——一个古根海姆风格的鸟笼。
金属钛具有极好的强度和韧性,性能对得起它昂贵的价格(我在titanium.com上购买的钛薄片的价格是355美元/平方米)。如果金属钛的表层被氧化,就会产生一层厚度仅相当于红外线波长的透明氧化物,从氧化物的上表面与下表面反射回来的光波发生干涉时,就能产生五彩斑斓的色彩。
金属铁暴露在空气中会自然地生成氧化物层,也就是我们通常所说的铁锈,但是铁锈是不透明的。金属铝虽然也能生成透明的氧化物层,但是它太厚了,无法呈现出色彩。钛的化学性质非常稳定,不能自然地生成氧化物层,这也是为什么它能成为一种极佳的建筑材料的原因之一。不过我们可以用人工的办法制作覆盖层,整个过程需要用到一节9伏电池、一张纸巾以及含有磷酸的溶液(比如随处可见的可乐)。
我的计划是将电流通过可乐传送到钛金属的表面。因此首先要把电池连接好,然后将金属钛浸泡到一盆可乐中(也可以用一块垫子或刷子把金属钛用可乐浸湿,然后与电池相连),就可以“绘制”我们想要的图案了。甚至可以把纸巾垫在模板上,然后使用锡箔纸来使电流通过纸巾。
当电流传送到金属钛上时,钛的表面立刻就会生成绝缘的氧化物层,随后这层氧化物层就会将电流的传送切断,氧化过程就停止了。因此最终形成的氧化物层厚度非常均匀,恰好是在可见光的波长范围之内的薄薄一层。氧化过程我们使用的电压越大,形成的氧化物层也就越厚,因此颜色也有所不同。加上9伏的电压钛氧化物的颜色呈淡黄色,而加上18伏的电压钛氧化物的颜色呈浅蓝色,加上27伏的电压钛氧化物的颜色则呈深蓝色。电压再高,颜色就会不断循环(将多节电池串联能获得很高的电压)。
这些颜色可以说是永不退色的,几乎不受阳光、酸雨、鸟粪等的影响。我想知道古根海姆美术博物馆的保安们有没有相应的仪器来监视携带着电池和可乐的可疑人员。一想到能够在那种大型建筑上用电镀法乱涂乱画,我就兴奋不已!
22号元素
钛
相对原子质量:48
熔点:1668摄氏度
发现于:威廉·格雷戈尔发现于1791年
通常用途:高尔夫球棍、自行车、焰火
名称来历:希腊神话中的12泰坦巨神,他们被宙斯等居住在奥林匹亚山上的诸神取代。
原文转自“科技新时代”http://www.popscichina.com 作者不详
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