Αρχές αντοχής στη διάβρωση του τιτανίου

Το τιτάνιο είναι ένα πολύ ανθεκτικό στη διάβρωση μέταλλο. Ωστόσο, τα θερμοδυναμικά δεδομένα για το τιτάνιο δείχνουν ότι το τιτάνιο είναι ένα εξαιρετικά θερμοδυναμικά ασταθές μέταλλο. Εάν το τιτάνιο μπορεί να διαλυθεί για να σχηματίσει Ti2+, το τυπικό δυναμικό του ηλεκτροδίου είναι πολύ αρνητικό (-1.63V) και η επιφάνειά του καλύπτεται πάντα με ένα θαμπό φιλμ οξειδίου του τιτανίου. Αυτό καθιστά το σταθεροποιητικό δυναμικό του τιτανίου σταθερά θετικό, π.χ., το δυναμικό σταθεροποίησης του τιτανίου στο θαλασσινό νερό στους 25 βαθμούς είναι περίπου +0.09V.

Τα δεδομένα δυναμικής αντίδρασης ηλεκτροδίου τιτανίου δείχνουν ότι η επιφάνειά του είναι πολύ ενεργή, συνήθως καλύπτεται με ένα στρώμα μεμβράνης οξειδίου, το οποίο δημιουργείται φυσικά στον αέρα, είναι αυτό το στρώμα σταθερότητας, ισχυρής πρόσφυσης, προστατευτικής μεμβράνης οξειδίου, καθορίζει την εξαιρετική αντοχή στη διάβρωση του τιτάνιο. Θεωρητικά, η αναλογία Pilling/Bedworth της προστατευτικής μεμβράνης οξειδίου πρέπει να είναι μεγαλύτερη από 1. Εάν η αναλογία είναι μικρότερη από 1, η μεμβράνη οξειδίου δεν μπορεί να καλύψει πλήρως τη μεταλλική επιφάνεια και δεν παίζει προστατευτικό ρόλο. Εάν αυτή η αναλογία είναι πολύ μεγάλη, η πίεση πίεσης στο φιλμ οξειδίου αυξάνεται ανάλογα, προκαλώντας εύκολα τη ρήξη του φιλμ οξειδίου και επίσης δεν μπορεί να παίξει προστατευτικό ρόλο. Τιτανίου P / B αναλογία με τη σύνθεση του φιλμ οξειδίου και τη δομή του διαφορετικού, μεταξύ 1 ~ 2,5.

Η έκθεση της επιφάνειας του τιτανίου στην ατμόσφαιρα ή το υδατικό διάλυμα, δημιουργεί αμέσως ένα νέο φιλμ οξειδίου, για παράδειγμα, σε θερμοκρασία δωματίου στην ατμόσφαιρα μεμβράνης οξειδίου πάχους περίπου 1,2 ~ 1,6 nm, και με την παράταση του χρόνου και την πάχυνση, 70 ημέρες μετά την φυσική πάχυνση 5 nm, 545 ημέρες μετά τη σταδιακή αύξηση των 8 ~ 9 nm. να ενισχύσει τεχνητά τις συνθήκες οξείδωσης (όπως θέρμανση, οξειδωτικός παράγοντας ή ανοδική οξείδωση κ.λπ.) μπορεί να επιταχύνει την ανάπτυξη της επιφάνειας του φιλμ οξειδίου και να πάρει ένα παχύτερο φιλμ οξειδίου. Αναπτύξτε και αποκτήστε παχύτερο φιλμ οξειδίου, βελτιώνοντας έτσι την αντίσταση στη διάβρωση του τιτανίου. Ως εκ τούτου, η ανοδική οξείδωση και η θερμική οξείδωση του φιλμ οξειδίου που δημιουργείται, θα βελτιώσει σημαντικά την αντίσταση στη διάβρωση του τιτανίου.

Το φιλμ οξειδίου του τιτανίου (συμπεριλαμβανομένου του φιλμ θερμικής οξείδωσης ή του φιλμ ανοδικής οξείδωσης) δεν είναι συνήθως μια ενιαία δομή, η σύνθεση και η δομή του οξειδίου με τη δημιουργία συνθηκών και αλλαγών. Γενικά, το TiO2 μπορεί να υπάρχει στη διεπιφάνεια μεταξύ του φιλμ οξειδίου και του περιβάλλοντος, ενώ το TiO μπορεί να κυριαρχεί στη διεπιφάνεια μεταξύ του φιλμ οξειδίου και του μετάλλου. Ενδιάμεσα, μπορεί να υπάρχουν μεταβατικά στρώματα με διαφορετικές καταστάσεις σθένους, ή ακόμη και μη χημικά ισοδύναμα οξείδια, πράγμα που σημαίνει ότι το φιλμ οξειδίου του τιτανίου έχει πολυστρωματική δομή. Όσο για τη διαδικασία παραγωγής αυτού του φιλμ οξειδίου, δεν μπορεί να γίνει κατανοητή απλώς ως αποτέλεσμα της άμεσης αντίδρασης μεταξύ τιτανίου και οξυγόνου.