Principes van corrosieweerstand van titanium

Titanium is een zeer corrosiebestendig metaal. De thermodynamische gegevens voor titanium laten echter zien dat titanium een ​​extreem thermodynamisch onstabiel metaal is. Als titanium kan worden opgelost om Ti2+ te vormen, is de standaard elektrodepotentiaal zeer negatief (-1.63V) en is het oppervlak altijd bedekt met een doffe titaniumoxidefilm. Dit maakt het stabiliserende potentieel van titanium gestaag positief. Het stabiliserende potentieel van titanium in zeewater bij 25 graden is bijvoorbeeld ongeveer +0.09V.

Gegevens over de reactiepotentiaal van titaniumelektroden tonen aan dat het oppervlak zeer actief is, meestal bedekt met een laag oxidefilm, die van nature in de lucht wordt gegenereerd. Deze laag van stabiliteit, sterke hechting, beschermende oxidefilm bepaalt de uitstekende corrosieweerstand van titanium. Theoretisch moet de Pilling/Bedworth-verhouding van de beschermende oxidefilm groter zijn dan 1. Als de verhouding kleiner is dan 1, kan de oxidefilm het metaaloppervlak niet volledig bedekken en speelt deze geen beschermende rol. Als deze verhouding te groot is, neemt de drukspanning in de oxidefilm dienovereenkomstig toe, waardoor de oxidefilm gemakkelijk kan scheuren en ook geen beschermende rol kan spelen. Titanium P / B-verhouding met de samenstelling van de oxidefilm en de structuur van verschillende, tussen 1 ~ 2,5.

Blootstelling van het titaniumoppervlak in de atmosfeer of waterige oplossing genereert onmiddellijk een nieuwe oxidefilm, bijvoorbeeld bij kamertemperatuur in de atmosfeer, een oxidefilmdikte van ongeveer 1,2 ~ 1,6 nm, en met de verlenging van de tijd en verdikking, 70 dagen na de natuurlijke verdikking van 5 nm, 545 dagen na de geleidelijke toename van 8 ~ 9 nm. het kunstmatig versterken van de oxidatieomstandigheden (zoals verwarming, oxidatiemiddel of anodische oxidatie, enz.) kan de groei van het oppervlak van de oxidefilm versnellen en een dikkere oxidefilm krijgen. Groei en krijg een dikkere oxidefilm, waardoor de corrosieweerstand van titanium wordt verbeterd. Daarom zullen anodische oxidatie en thermische oxidatie van de gegenereerde oxidefilm de corrosieweerstand van titanium aanzienlijk verbeteren.

Titaniumoxidefilm (inclusief thermische oxidatiefilm of anodische oxidatiefilm) is meestal niet een enkele structuur, de samenstelling en structuur van het oxide met het genereren van omstandigheden en veranderingen. Over het algemeen kan TiO2 aanwezig zijn op het grensvlak tussen de oxidefilm en de omgeving, terwijl TiO kan domineren op het grensvlak tussen de oxidefilm en het metaal. Daartussen kunnen zich overgangslagen bevinden met verschillende valentietoestanden, of zelfs niet-chemisch equivalente oxiden, wat betekent dat de oxidefilm van titanium een ​​meerlaagse structuur heeft. Wat het proces van het genereren van deze oxidefilm betreft, dit kan niet eenvoudigweg worden begrepen als een resultaat van de directe reactie tussen titanium en zuurstof.