A titánrudak és titánelektródák kémiai tulajdonságai
A titán egy nagyon korrózióálló fém. A titánra vonatkozó termodinamikai adatok azt mutatják, hogy a titán termodinamikailag rendkívül instabil fém. Ha a titán feloldódva Ti2 képződik, akkor a standard elektródpotenciálja nagyon negatív lesz (-1,63 V), és a felületét mindig passzivációs oxidfilm borítja. Ez azt eredményezi, hogy a titán stabil potenciálja folyamatosan pozitív értékek felé tolódik el. Például a titán stabil potenciálja a tengervízben 25 fokos hőmérsékleten körülbelül 0,09 V. A kémia kézikönyvekben és tankönyvekben a titánelektród reakcióinak megfelelő standard elektródpotenciálok sorozata nyerhető. Érdemes kiemelni, hogy ezek az adatok valójában nem közvetlenül mértek, hanem gyakran csak termodinamikai adatok alapján számíthatók ki. Sőt, a különböző adatforrások miatt több különböző elektródreakció is ábrázolható egyidejűleg, ami eltérő adatokat eredményez. Furcsa.
A titánelektród-reakciókra vonatkozó elektródpotenciáladatok azt mutatják, hogy felülete nagyon aktív, és általában mindig a levegőben természetesen előforduló oxidfilm borítja. Ezért a titán kiváló korrózióállósága abból adódik, hogy a titán felületén mindig van egy stabil, erősen tapadó és védő oxidfilm. Valójában ennek a természetes oxidfilmnek a stabilitása határozza meg a titán stabilitását. A korrózióállóság, beleértve a titánt és a titánötvözetből készült titánrudakat, a titánhuzalokat, a titánlemezeket stb., mindegyik erős korrózióállósággal rendelkezik. Természetesen az egyes márkák korrózióállósága eltérő. A honlap korábbi tartalmában már említettük. Oké, ma nem mondok sokat. Elméletileg a védő oxidfilm P/B arányának 1-nél nagyobbnak kell lennie. Ha kisebb, mint 1, akkor az oxidfilm nem tudja teljesen lefedni a fémfelületet és nem tudja megvédeni azt. Ha ez az arány túl nagy, akkor az oxidfilmben a nyomófeszültség ennek megfelelően megnő, amitől az oxidfilm könnyen megrepedhet és elveszítheti védőhatását. A titán P/B aránya az oxidfilm összetételével és szerkezetével együtt változik, 1 és 2,5 között mozog. Ebből az alapvető elemzési pontból a titán-oxid film viszonylag jó védőteljesítményű lehet.
Amikor a titán felületét légkörnek vagy vizes oldatnak teszik ki, azonnal automatikusan új oxidfilm képződik. Például az atmoszférikus oxidfilm vastagsága szobahőmérsékleten 1,2-1,6 nm, és idővel sűrűsödik, és természetesen 70 nap után 5 nm-re sűrűsödik. 545 nap elteltével fokozatosan 8-9 nm-re emelkedett. A mesterségesen erősítő oxidációs körülmények (például melegítés, oxidálószerek vagy eloxálás stb.) felgyorsíthatják a felületi oxidfilm növekedését és vastagabb oxidfilmet kaphatnak, így javítva a titán korrózióállóságát. Ezért az eloxálással és termikus oxidációval előállított oxidfilm jelentősen javítja a titán korrózióállóságát. Mostanra ügyfeleink titánrudainkat és huzaljainkat sok hasonló termék előállítására használták, ami azt mutatja, hogy ez egy megvalósítható módszer.
A titán oxidfilmje (beleértve a termikus oxidációs fóliát vagy az anódoxid filmet is) általában nem egységes szerkezetű, és oxidjának összetétele és szerkezete a képződés körülményeivel változik. Általában az oxidfilm és a környezet közötti határfelület lehet TiO2, de az oxidfilm és a fém közötti határfelületen a TiO dominálhat. Azaz normál körülmények között az általunk gyártott titánrudak felülete TiO2, a fém és az oxidfilm közötti határfelület pedig TiO. Természetesen ide tartoznak a titánlemezek és a titánötvözetből készült kovácsolt anyagok is, a titánötvözet rudak felülete pedig összetettebb. De legyen szó tiszta titánrudakról, titánötvözet rudakról vagy titánötvözet huzalokról, a közepén különböző vegyérték-állapotú átmeneti rétegek, sőt, nem sztöchiometrikus oxidok is vannak. Ez azt jelenti, hogy a titán anyag oxidfilmje többrétegű szerkezetű. Ami az oxidfilm kialakulásának folyamatát illeti, azt nem lehet egyszerűen a titán és az oxigén (vagy a levegő oxigénje) közötti közvetlen reakcióként értelmezni. Számos kutató különféle mechanizmusokat javasolt. A volt Szovjetunió munkásai azt hitték, hogy először hidrid keletkezik, majd a hidriden egy passziváló oxidfilm képződik.
