양극산화방법으로 착색한 티타늄 안경테 광 반사 스펙트럼 연구

서지정보

· 발행기관 : 대한시과학회
· 수록지 정보 : 대한시과학회지 / 11권 / 4호
· 저자명 : 현승철, 진문석, 김형곤

초록

목적: 본 연구에서는 양극산화방법을 이용하여 착색된 티타늄 안경테의 산화막 두께에 따른 색상을 광 반사 스펙트럼을 통해서 규명하고자 한다. 방법: 양극산화 방법 제조 장치를 자체 제작하여 사용하였다. 연구에 사용한 티타늄 안경테원재료 조성은 EDS로 측정하였고, 구조분석은 XRD를 사용하여 X선 회절선으로부터 구하였다. 광 반사 측정은 UV-VIS-NIR spectrophotometer에 부착된 적분구를 사용했다. 결과 및 고찰: 조성 분석한 결과는 티타늄(Ti)이 97.09%와 탄소(C)2.91%로 합성된 합금으로 해석되었고, 구조는 Hexagonal이었다. 티타늄 안경테 재료에 인가 시간을 조정하여 산화막(TiO2) 두께를 변화시킴으로서 다양한 색상을 얻을 수 있었다. 광 반사 스펙트럼을 측정해 보면 양극산화 방법으로 착색한 티타늄 안경테는 양극산화 초기단계에서는 청색영역의 파장에서 하나의 넓은(broad)피크를 갖는 광 반사 스펙트럼이 관측되었고, 양극산화 시간이 진행되어 두께가 두꺼워 질수록 붉은색 영역에서 광 반사가 크게 일어나고, 피크도 분리되는 것을 알 수 있다. 결론: 티타늄 안경테의 색상은 양극산화에 의해 형성된 산화막의 굴절률과 두께에 의존한 광의 간섭효과에 의해서 변화는 것을 알 수 있다.

영어초록

Purpose: To identify the color of titanium spectacle frames colored by an anodization method by measuring their reflection spectra. Methods: We made an anodization coater. The composition of an un-coated titanium spectacle frame specimen was measured by EDS. Its structure was obtained by analyzing the X-ray diffraction pattern measured by using an XRD. Reflection spectra were measured by using an UV-VIS-NIR spectrophotometer equipped with an integrating sphere. Results and Consideration: The un-coated titanium spectacle frame specimen was composed of Ti:97.09% and C:2.91%. Its structure was hexagonal. We can obtain spectacle frame specimens with various kind of color by controlling the TiO2 thickness with current flow time. From the reflection spectra of the coated titanium spectacle frame specimens, we can see that the coated spectacle frame specimens colored by an anodization method show reflection spectra with a broad peak in the blue wavelength range in the early part of the anodization. According to increasing the TiO2 thickness with increasing current flow time, we can see that the spectacle frame specimens show reflection spectra with high reflection value in the red wavelength range and also separating two broad peaks. Conclusions: We can see that the color of the coated titanium spectacle frames varies with interference effect related to TiO2 thickness and a refractive index.

참고자료

· 없음