Kemiske egenskaber af titanium materialer såsom titanium bar og titanium wire

Mar 26, 2022 Læg en besked

Titanium er et meget korrosionsbestandigt-metal. De termodynamiske data for titanium viser, at titanium tilhører et metal med ekstremt ustabil termodynamik. Hvis titanium kan opløses og danne Ti2 +, er dets standardelektrodepotentiale meget negativt (- 1.63v), og dets overflade er altid dækket af en passiv oxidfilm. På denne måde er titaniums stabile potentiale stabilt forspændt til en positiv værdi. For eksempel er titaniums stabile potentiale i havvand ved 25 grader omkring + 0.09v. I kemimanualer og lærebøger kan der opnås standardelektrodepotentialer svarende til en række titaniumelektrodereaktioner. Det er værd at påpege, at disse data faktisk ikke måles direkte, men ofte kun kan beregnes ud fra termodynamiske data. På grund af forskellige datakilder er det desuden ikke overraskende, at forskellige data kan præsenteres for flere forskellige elektrodereaktioner på samme tid.

 

Elektrodepotentialedataene for titaniumelektrodereaktion viser, at dens overflade er meget aktiv og sædvanligvis dækket med oxidfilm, der er naturligt dannet i luft. Derfor kommer titaniums fremragende korrosionsbestandighed af, at der altid er en stabil, stærk vedhæftning og en særlig god beskyttende oxidfilm på overfladen af ​​titanium. Faktisk bestemmer stabiliteten af ​​denne naturlige oxidfilm korrosionsbestandigheden af ​​titanium, herunder titaniumstang, titantråd og titaniumplade af titanium og titanlegering. Teoretisk skal P/B-forholdet mellem beskyttende oxidfilm være større end 1. Hvis det er mindre end 1, kan oxidfilmen ikke helt dække metaloverfladen, så det er umuligt at spille en beskyttende rolle. Hvis dette forhold er for stort, øges trykspændingen i oxidfilmen tilsvarende, hvilket er let at forårsage brud på oxidfilmen og ikke kan spille en beskyttende rolle. P/B-forholdet mellem titanium varierer fra 1 til 2,5 med sammensætningen og strukturen af ​​oxidfilmen. Fra dette grundlæggende punkt kan oxidfilmen af ​​titanium have bedre beskyttende ydeevne.

 

Når overfladen af ​​titanium udsættes for atmosfæren eller vandig opløsning, vil en ny oxidfilm automatisk blive genereret med det samme. For eksempel er tykkelsen af ​​oxidfilmen i atmosfæren ved stuetemperatur 1,2 ~ 1,6 nm og tykkere med forlængelse af tiden. Det tykner naturligt til 5 nm efter 70 dage og stiger gradvist til 8 ~ 9 nm efter 545 dage. Kunstigt forbedrede oxidationsforhold (såsom opvarmning, oxidant eller anodisk oxidation) kan accelerere væksten af ​​overfladeoxidfilm og opnå en relativt tyk oxidfilm for at forbedre korrosionsbestandigheden af ​​titanium. Derfor vil oxidfilmen, der genereres af anodisk oxidation og termisk oxidation, forbedre korrosionsbestandigheden af ​​titan betydeligt. Nu har vores kunder lavet mange lignende produkter med vores titanium stang og titanium wire, hvilket viser, at det er en mulig måde.

 

Oxidfilmen af ​​titanium (herunder termisk oxidfilm eller anodisk oxidfilm) er normalt ikke en enkelt struktur, og sammensætningen og strukturen af ​​dets oxid ændres med dannelsesbetingelserne. Generelt kan det være TiO2 ved grænsefladen mellem oxidfilm og miljø, men det kan hovedsageligt være TiO2 ved grænsefladen mellem oxidfilm og metal. Med andre ord er den største overflade på den titaniumstang, vi producerer, TiO2 generelt, og grænsefladen mellem metal og oxidfilm er TiO2. Det inkluderer naturligvis titantråd, titaniumplade og titaniumsmedning. Overfladen af ​​titanlegeringsstang er mere kompleks. Men uanset om det er ren titaniumstang, titanlegeringsstang eller titanlegeringstråd, er der overgangslag med forskellige valenstilstande eller endda ikke-kemiske ækvivalente oxider i midten, hvilket indikerer, at oxidfilmen af ​​titaniummateriale har en flerlagsstruktur. Hvad angår dannelsesprocessen af ​​denne oxidfilm, kan den ikke blot forstås som den direkte reaktion mellem titanium og oxygen (eller oxygen i luft). Mange forskere har foreslået forskellige mekanismer. Arbejdere i det tidligere Sovjetunionen tror, ​​at hydrid dannes først, og derefter dannes der en passiv oxidfilm på hydridet.