Università degli Studi di Trento

Facoltà di Ingegneria.

Corso di “Metallurgia dei metalli non ferrosi”

Laurea Specialistica in Ingegneria dei Materiali, Produzione e Design.

a.a. 2006/2007

IL TITANIO E I SUOI COLORI

Solo due metalli sono di per sé colorati: l’oro e il rame. Tutti gli altri, una sessantina, si presentano con tonalità più o meno chiare ma tutte comprese tra il grigio e il bianco. La presenza del colore nei metalli è dunque un fenomeno raro.

Spesso, tuttavia, le loro superfici appaiono colorate. A volte ciò si verifica perché, reagendo con atmosfere o liquidi aggressivi, si ricoprono di patine di prodotti di corrosione e ne assumono il colore. Altre volte, come nel caso del titanio, il colore è dovuto alla presenza sulla superficie di strati sottili trasparenti in grado di dar luogo al fenomeno dell’interferenza della luce. La superficie del titanio normalmente è ricoperta da un film protettivo di ossido di pochi nanometri di spessore. Mediante tecniche elettrochimiche di anodizzazione è possibile far accrescere lo spessore del film di ossido. Lo spessore e, quindi, il colore dipendono dal potenziale applicato. Aumentando questo potenziale da 0 a 140 V, lo spessore cresce passando da pochi milionesimi di millimetro (nanometri) a qualche decimillesimo e i colori cambiano nella sequenza: giallo - porpora - blu – azzurro - argento - giallo - rosa - violetto – cobalto - verde - verdegiallo - rosa - verde.

Per ossidazione anodica è possibile produrre colori di interferenza simili a quelli che si ottengono con il titanio e le sue leghe, anche con un gruppo di altri metalli (detti metalli refrattari o metalli valvola) tra i quali: il tantalio, il niobio, lo zirconio e l’afnio. Si tratta di metalli più costosi del titanio per cui, in genere, non c’è vantaggio nell’utilizzarli.

In conclusione i colori di interferenza dipendono dallo spessore del film e non invece dalla presenza di pigmenti. Siccome lo spessore del film dipende in definitiva dal potenziale applicato il colore assunto dalla superficie del titanio dipende da quest’ultima grandezza.

Oltre allo spessore, a definire le proprietà cromatiche e in particolare a creare le diverse sfumature, intervengono anche altri fattori quali la capacità dell’ossido e del metallo di riflettere e di assorbire la luce, quella delle irregolarità superficiali di disperderla, e soprattutto, come vedremo più avanti, il grado di uniformità della colorazione alla scala microscopica.