钛及钛合金因具有耐高温、高强度、低密度、低导 热系数等优良性能，被广泛应用于航空航天、舰船、石 油化工、生物医学、建筑装饰等领域[1-3]。但钛及钛合 金也存在生物活性差、硬度低、耐磨损性能差、颜色单 一等缺点，一定程度上限制了其进一步推广应用。

阳极氧化是一种常用的钛及钛合金表面改性方 法，将钛工件作为阳极，铝或不锈钢作为阴极，采用电解的方法在钛制工件表面形成一层绝缘性能、耐磨损性能和耐腐蚀性能良好的氧化物薄膜。

阳极氧化显色原理 

在外电场的作用下，钛合金会发生阳极氧化，在表面生成一层厚度几纳米到几百纳米的致密氧化 膜层。通常认为，氧化膜层的主要成分为非晶态 TiO2 。由于它是一种透明的薄膜，因而对光线具有 强烈的反射和折射作用。关于钛合金膜层显色原理有2种解释，一种是光的吸收显色机理，电子吸收光能，发生跃迁；另一种是光的薄膜干涉机理，干涉加强光色与干涉减弱光色共同作用，该机理已得到广泛认可。 

膜层着色影响因素

一．氧化电压

氧化电压是钛及钛合金阳极氧化膜层着色的主要影响因素之一。钛合金阳极氧化过程中，氧离子被电离出来，与表面的钛离子结合，在表面形成一层致密的氧化膜。场强决定氧离子在钛氧化膜层中的穿透能力，因而氧化电压与氧化膜层厚度成正线性相关。随着氧化电压的增加，膜层厚度增加，颜色发生变化。研究表明，氧化电压每增加 1 V，钛及钛合金阳极氧化膜层厚度约增加 2.0 nm 。电压不同，表面沉积的氧化膜层厚度不同， 造成其折射率和反射率或光通量发生变化，从而导致阳极氧化膜层表面颜色发生变化。

二．氧化时间

氧化初期， 氧化膜层快速生长，且氧化时间越长，沉积在钛及钛合金基体表面的氧化物越多，膜层越厚。但膜层不会一直处于生长阶段，当厚度增加到一定程度时，膜层无法被击穿，基体中的钛离子则不能与氧离子结合，膜层停止生长。氧化时间过短，膜层不稳定，易受到污染。

三．电解液

 通常，阳极氧化膜层的着色受电解液成分、浓度及 pH 值等多种因素的影响。用于钛及钛合金阳极氧化的电解液必须保证氧化膜层的生成速率大于溶解速率。 在浓度为5.0%的柠檬酸中对医用纯钛进行阳极氧化，以提高其耐腐蚀性和表面颜色多样性。目前对于钛的阳极氧化着色研究大多是在酸性及近中性盐溶液中进行的，这是因为在碱性溶液中膜层的溶解速率过大，反应剧烈，很难控制阳极氧化过程。

四．基体化学成分 

阳极氧化膜层是通过基体氧化，在表面生成氧化物沉积而成。不同形貌、成分或结构的钛合金，即使是在相同电解液及相同电解条件下，所形成的阳极氧化膜也有很大差异。阳极氧化膜的不同特性主要归因于钛合金基体的性质。不同成分钛合金的阳极氧化电压随时间的变化趋势相同，但电压的变化率不同，因而阳极氧化后表面形貌和晶体结构不同，故膜层颜色不同。

对于钛合金氧化后的不良钛膜如何退除呢？

深圳万佳原精化科技股份有限公司生产的TM316可以以阴极电解的方式，快速去除不良的钛合金氧化膜，药水稳定、环保、耐用，退膜后基体光泽保持良好，目前已经广泛应用于航空、医疗、电子等钛合金材料不良品的返工。