Химични свойства на титаниеви материали като титаниева пръчка и титанова тел

Mar 26, 2022 Остави съобщение

Титанът е много{0}}устойчив на корозия метал. Термодинамичните данни за титана показват, че титанът принадлежи към метал с изключително нестабилна термодинамика. Ако титанът може да се разтвори, за да образува Ti2 +, неговият стандартен електроден потенциал е много отрицателен (- 1.63v) и повърхността му винаги е покрита с пасивен оксиден филм. По този начин стабилният потенциал на титана е стабилно предубеден към положителна стойност. Например, стабилният потенциал на титан в морска вода при 25 градуса е около + 0.09v. В ръководствата и учебниците по химия могат да бъдат получени стандартни електродни потенциали, съответстващи на поредица от реакции с титанов електрод. Струва си да се отбележи, че всъщност тези данни не се измерват директно, а често могат да бъдат изчислени само от термодинамични данни. Освен това, поради различни източници на данни, не е изненадващо, че различни данни могат да бъдат представени за няколко различни електродни реакции едновременно.

 

Данните за електродния потенциал на реакцията на титанов електрод показват, че повърхността му е много активна и обикновено е покрита с оксиден филм, естествено образуван във въздуха. Следователно отличната устойчивост на корозия на титана идва от това, че върху повърхността на титания винаги има стабилна, силна адхезия и особено добър защитен оксиден филм. Всъщност стабилността на този естествен оксиден филм определя устойчивостта на корозия на титана, включително титанов прът, титаниева тел и титаниева плоча от титан и титанова сплав. Теоретично съотношението P / B на защитния оксиден филм трябва да бъде по-голямо от 1. Ако е по-малко от 1, оксидният филм не може напълно да покрие металната повърхност, така че е невъзможно да играе защитна роля. Ако това съотношение е твърде голямо, напрежението на натиск в оксидния филм се увеличава съответно, което е лесно да причини разкъсване на оксидния филм и не може да играе защитна роля. Съотношението P / B на титана варира от 1 до 2,5 в зависимост от състава и структурата на оксидния филм. От тази основна точка оксидният филм от титан може да има по-добри защитни характеристики.

 

Когато повърхността на титан е изложена на атмосфера или воден разтвор, незабавно автоматично ще се генерира нов оксиден филм. Например, дебелината на оксидния филм в атмосферата при стайна температура е 1,2 ~ 1,6 nm и се удебелява с удължаване на времето. Той естествено се удебелява до 5 nm след 70 дни и постепенно се увеличава до 8 ~ 9 nm след 545 дни. Изкуствено подобрените условия на окисление (като нагряване, окислител или анодно окисление) могат да ускорят растежа на повърхностния оксиден филм и да получат относително дебел оксиден филм, така че да подобрят корозионната устойчивост на титана. Следователно, оксидният филм, генериран от анодно окисляване и термично окисляване, значително ще подобри устойчивостта на корозия на титана. Сега нашите клиенти са направили много подобни продукти с нашия титанов прът и титаниева тел, което показва, че това е осъществим начин.

 

Титановият оксиден филм (включително термичен оксиден филм или аноден оксиден филм) обикновено не е единична структура, а съставът и структурата на неговия оксид се променят с условията на образуване. Като цяло може да е TiO2 на границата между оксидния филм и околната среда, но може да е основно TiO2 на границата между оксидния филм и метала. С други думи, най-голямата повърхност на титаниевата пръчка, която произвеждаме, е TiO2 като цяло, а интерфейсът между метал и оксиден филм е TiO2. Разбира се, включва титаниева тел, титаниева плоча и титанови изковки. Повърхността на пръта от титанова сплав е по-сложна. Въпреки това, независимо дали е чист титанов прът, прът от титанова сплав или тел от титанова сплав, има преходни слоеве с различни валентни състояния или дори нехимически еквивалентни оксиди в средата, което показва, че оксидният филм на титановия материал има многослойна структура. Що се отнася до процеса на образуване на този оксиден филм, той не може просто да се разбира като директна реакция между титан и кислород (или кислород във въздуха). Много изследователи са предложили различни механизми. Работниците в бившия Съветски съюз вярват, че първо се генерира хидрид, а след това върху хидрида се образува пасивен оксиден филм.