Titaani korrosioonikindluse põhimõtted

Titaan on väga korrosioonikindel metall. Titaani termodünaamilised andmed näitavad aga, et titaan on termodünaamiliselt äärmiselt ebastabiilne metall. Kui titaani saab lahustada, moodustades Ti2+, on selle elektroodi standardpotentsiaal väga negatiivne (-1,63 V) ja selle pind on alati kaetud tuhmi titaanoksiidkilega. See muudab titaani stabiliseeriva potentsiaali pidevalt positiivseks, nt titaani stabiliseerimispotentsiaal merevees 25 kraadi juures on umbes +0,09 V.

Titaanelektroodi reaktsioonipotentsiaali andmed näitavad, et selle pind on väga aktiivne, tavaliselt kaetud oksiidkile kihiga, mis tekib looduslikult õhus, just see stabiilsuskiht, tugev nakkuvus, kaitsev oksiidkile, määrab suurepärase korrosioonikindluse. titaan. Teoreetiliselt peab kaitsva oksiidkile Pilling/Bedworthi suhe olema suurem kui 1. Kui suhe on väiksem kui 1, ei saa oksiidkile metallpinda täielikult katta ega mängi kaitsvat rolli. Kui see suhe on liiga suur, suureneb vastavalt survepinge oksiidkiles, põhjustades kergesti oksiidkile purunemise ja samuti ei saa see mängida kaitsvat rolli. Titaani P / B suhe oksiidkile koostise ja struktuuriga on erinev, vahemikus 1 ~ 2,5.

Titaanpinna kokkupuutel atmosfääris või vesilahuses tekib kohe uus oksiidkile, näiteks toatemperatuuril atmosfääris oksiidkile paksusega umbes 1,2–1,6 nm ning aja pikenemise ja paksenemisega 70 päeva pärast loomulik paksenemine 5 nm, 545 päeva pärast järkjärgulist suurenemist 8–9 nm. oksüdatsioonitingimuste kunstlik tugevdamine (nagu kuumutamine, oksüdeeriv aine või anoodne oksüdatsioon jne) võib kiirendada oksiidkile pinna kasvu ja saada paksema oksiidkile. Kasvatage ja saate paksema oksiidkile, parandades seega titaani korrosioonikindlust. Seetõttu parandab tekkiva oksiidkile anoodiline oksüdatsioon ja termiline oksüdatsioon oluliselt titaani korrosioonikindlust.

Titaanoksiidi kile (sealhulgas termiline oksüdatsioonikile või anoodne oksüdatsioonikile) ei ole tavaliselt üks struktuur, oksiidi koostis ja struktuur koos tingimuste ja muutustega. Üldiselt võib TiO2 olla oksiidkile ja keskkonna vahelisel liidesel, samas kui TiO võib domineerida oksiidkile ja metalli liideses. Nende vahel võivad olla erineva valentsusolekuga üleminekukihid või isegi mittekeemilised ekvivalentsed oksiidid, mis tähendab, et titaani oksiidkile on mitmekihilise struktuuriga. Mis puutub selle oksiidkile genereerimisprotsessi, siis seda ei saa lihtsalt mõista titaani ja hapniku vahelise otsese reaktsiooni tulemusena.