Prinsip rintangan kakisan titanium

Titanium adalah logam yang sangat tahan kakisan. Walau bagaimanapun, data termodinamik untuk titanium menunjukkan bahawa titanium adalah logam yang sangat termodinamik yang tidak stabil. Jika titanium boleh dilarutkan untuk membentuk Ti2+, potensi elektrod piawainya adalah sangat negatif (-1.63V), dan permukaannya sentiasa ditutup dengan filem titanium oksida yang kusam. Ini menjadikan potensi penstabilan titanium menjadi positif secara berterusan, cth, potensi penstabilan titanium dalam air laut pada 25 darjah ialah kira-kira +0.09V.

Data potensi tindak balas elektrod titanium menunjukkan bahawa permukaannya sangat aktif, biasanya ditutup dengan lapisan filem oksida, yang secara semula jadi dijana di udara, ia adalah lapisan kestabilan ini, lekatan kuat, filem oksida pelindung, menentukan rintangan kakisan yang sangat baik. titanium. Secara teorinya, nisbah Pilling/Bedworth bagi filem oksida pelindung mestilah lebih besar daripada 1. Jika nisbahnya kurang daripada 1, filem oksida tidak boleh menutup sepenuhnya permukaan logam dan tidak memainkan peranan pelindung. Jika nisbah ini terlalu besar, tekanan tekanan dalam filem oksida meningkat dengan sewajarnya, dengan mudah menyebabkan pecahnya filem oksida, dan juga tidak boleh memainkan peranan pelindung. Nisbah Titanium P / B dengan komposisi filem oksida dan struktur yang berbeza, antara 1 ~ 2.5.

Pendedahan permukaan titanium dalam atmosfera atau larutan akueus, serta-merta menghasilkan filem oksida baru, sebagai contoh, pada suhu bilik dalam ketebalan filem oksida atmosfera kira-kira 1.2 ~ 1.6nm, dan dengan lanjutan masa dan penebalan, 70 hari selepas penebalan semula jadi 5nm, 545 hari selepas peningkatan beransur-ansur 8 ~ 9nm. mengukuhkan keadaan pengoksidaan secara buatan (seperti pemanasan, agen pengoksidaan atau pengoksidaan anodik, dll.) boleh mempercepatkan permukaan pertumbuhan filem oksida dan mendapatkan filem oksida yang lebih tebal. Pertumbuhan dan dapatkan filem oksida yang lebih tebal, dengan itu meningkatkan rintangan kakisan titanium. Oleh itu, pengoksidaan anodik dan pengoksidaan haba filem oksida yang dihasilkan, akan meningkatkan rintangan kakisan titanium dengan ketara.

Filem titanium oksida (termasuk filem pengoksidaan haba atau filem pengoksidaan anodik) biasanya bukan struktur tunggal, komposisi dan struktur oksida dengan penjanaan keadaan dan perubahan. Secara amnya, TiO2 mungkin terdapat pada antara muka antara filem oksida dan persekitaran, manakala TiO mungkin mendominasi antara muka antara filem oksida dan logam. Di antaranya, mungkin terdapat lapisan peralihan dengan keadaan valens yang berbeza, atau oksida setara bukan kimia, yang bermaksud bahawa filem oksida titanium mempunyai struktur berbilang lapisan. Bagi proses penjanaan filem oksida ini, ia tidak boleh difahami dengan mudah akibat tindak balas langsung antara titanium dan oksigen.