Принципы коррозионной стойкости титана

Титан – очень устойчивый к коррозии металл. Однако термодинамические данные по титану показывают, что титан — крайне термодинамически нестабильный металл. Если титан можно растворить с образованием Ti2+, его стандартный электродный потенциал очень отрицательный (-1,63 В), а его поверхность всегда покрыта тусклой пленкой оксида титана. Это делает стабилизирующий потенциал титана стабильно положительным, например, стабилизирующий потенциал титана в морской воде при 25 градусах составляет около +0,09 В.

Данные о потенциале реакции титанового электрода показывают, что его поверхность очень активна, обычно покрыта слоем оксидной пленки, которая естественным образом образуется на воздухе. Именно этот слой стабильности, сильной адгезии, защитной оксидной пленки определяет превосходную коррозионную стойкость титанового электрода. титан. Теоретически соотношение Пиллинга/Бедворта защитной оксидной пленки должно быть больше 1. Если соотношение меньше 1, оксидная пленка не может полностью покрыть поверхность металла и не играет защитной роли. Если это соотношение слишком велико, напряжение давления в оксидной пленке соответственно увеличивается, легко вызывая разрыв оксидной пленки, а также не может играть защитную роль. Соотношение P/B титана с составом оксидной пленки и структурой разное, в пределах 1 ~ 2,5.

Воздействие поверхности титана в атмосферу или водный раствор немедленно приводит к образованию новой оксидной пленки, например, при комнатной температуре в атмосфере толщиной оксидной пленки около 1,2 ~ 1,6 нм, а с увеличением времени и утолщением - через 70 дней после естественное утолщение 5 нм, через 545 дней после постепенного увеличения 8 ~ 9 нм. искусственное усиление условий окисления (например, нагрев, окислитель или анодное окисление и т. д.) может ускорить рост оксидной пленки на поверхности и получить более толстую оксидную пленку. Вырастите и получите более толстую оксидную пленку, что улучшит коррозионную стойкость титана. Следовательно, анодное окисление и термическое окисление образующейся оксидной пленки значительно улучшат коррозионную стойкость титана.

Пленка оксида титана (включая пленку термического окисления или пленку анодного окисления) обычно не представляет собой единую структуру, состав и структуру оксида с возникновением условий и изменений. В общем, TiO2 может присутствовать на границе раздела оксидной пленки и окружающей среды, тогда как TiO может доминировать на границе раздела оксидной пленки и металла. Между ними могут находиться переходные слои с разными валентными состояниями или даже нехимически эквивалентные оксиды, а это означает, что оксидная пленка титана имеет многослойную структуру. Что касается процесса образования этой оксидной пленки, то его нельзя просто понять как результат прямой реакции между титаном и кислородом.