Titaanitankojen ja titaanielektrodien kemialliset ominaisuudet

Titaani on erittäin korroosionkestävä metalli. Titaanin termodynaamiset tiedot osoittavat, että titaani on erittäin termodynaamisesti epävakaa metalli. Jos titaani voi liueta muodostaen Ti2:ta, sen standardielektrodipotentiaali on erittäin negatiivinen (-1,63 V) ja sen pinta on aina passivoivan oksidikalvon peitossa. Tämä saa aikaan sen, että titaanin vakaa potentiaali painottuu tasaisesti kohti positiivisia arvoja. Esimerkiksi titaanin stabiili potentiaali merivedessä 25 asteessa on noin 0,09 V. Kemian käsikirjoissa ja oppikirjoissa voidaan saada sarja standardielektrodipotentiaalia, jotka vastaavat titaanielektrodireaktioita. On syytä huomauttaa, että itse asiassa näitä tietoja ei mitata suoraan, vaan ne voidaan usein laskea vain termodynaamisten tietojen perusteella. Lisäksi eri tietolähteistä johtuen useita erilaisia ​​elektrodireaktioita voidaan esittää samanaikaisesti, jolloin tuloksena on erilaisia ​​tietoja. Outo.

Titaanielektrodireaktioiden elektrodipotentiaalitiedot osoittavat, että sen pinta on erittäin aktiivinen ja on yleensä aina peitetty ilmassa luonnollisesti esiintyvällä oksidikalvolla. Siksi titaanin erinomainen korroosionkestävyys johtuu siitä, että titaanin pinnalla on aina vakaa, erittäin tarttuva ja suojaava oksidikalvo. Itse asiassa tämän luonnollisen oksidikalvon stabiilius määrää titaanin stabiilisuuden. Korroosionkestävyys, mukaan lukien titaani ja titaaniseoksesta valmistetut titaanitangot, titaanilangat, titaanilevyt jne., on kaikilla vahva korroosionkestävyys. Tietenkin kunkin merkin korroosionkestävyys on erilainen. Olemme maininneet sen verkkosivuston aiemmassa sisällössä. Okei, en sano paljon tänään. Teoreettisesti suojaavan oksidikalvon P/B-suhteen tulee olla suurempi kuin 1. Jos se on pienempi kuin 1, oksidikalvo ei voi peittää metallipintaa kokonaan eikä suojata sitä. Jos tämä suhde on liian suuri, puristusjännitys oksidikalvossa kasvaa vastaavasti, mikä voi helposti saada oksidikalvon repeytymään ja menettää suojaavan vaikutuksensa. Titaanin P/B-suhde muuttuu oksidikalvon koostumuksen ja rakenteen mukaan välillä 1-2,5. Tästä analyysin peruskohdasta titaanioksidikalvolla voi olla suhteellisen hyvä suojakyky.
Kun titaanipinta altistetaan ilmakehälle tai vesiliuokselle, uusi oksidikalvo muodostuu automaattisesti välittömästi. Esimerkiksi ilmakehän oksidikalvon paksuus huoneenlämpötilassa on 1,2-1,6 nm, ja se paksunee ajan myötä ja paksuuntuu luonnollisesti 5 nm:iin 70 päivän kuluttua. 545 päivän kuluttua se nousi vähitellen 8-9 nm:iin. Keinotekoisesti vahvistavat hapetusolosuhteet (kuten kuumennus, hapettimien käyttö tai anodisointi jne.) voivat nopeuttaa pinnan oksidikalvon kasvua ja saada paksumman oksidikalvon, mikä parantaa titaanin korroosionkestävyyttä. Siksi anodisoimalla ja lämpöhapetuksella tuotettu oksidikalvo parantaa merkittävästi titaanin korroosionkestävyyttä. Nyt asiakkaamme ovat käyttäneet titaanistankojamme ja -lankojamme monien vastaavien tuotteiden valmistukseen, mikä osoittaa, että tämä on käyttökelpoinen menetelmä.

Titaanin oksidikalvo (mukaan lukien lämpöhapetuskalvo tai anodioksidikalvo) ei yleensä ole yksittäinen rakenne, ja sen oksidin koostumus ja rakenne muuttuvat muodostumisolosuhteiden mukaan. Yleensä oksidikalvon ja ympäristön välinen rajapinta voi olla TiO2, mutta oksidikalvon ja metallin välistä rajapintaa voi hallita TiO. Toisin sanoen normaalioloissa valmistamiemme titaanitankojen pinta on TiO2 ja metallin ja oksidikalvon välinen rajapinta on TiO. Tietenkin tämä sisältää titaanilevyt ja titaaniseostakokset, ja titaaniseostankojen pinta on monimutkaisempi. Mutta olipa kyseessä puhtaat titaanitangot, titaaniseostangot tai titaaniseoslangat, keskellä on siirtymäkerroksia, joilla on erilaiset valenssitilat, ja jopa ei-stoikiometrisiä oksideja. Tämä tarkoittaa, että titaanimateriaalin oksidikalvolla on monikerroksinen rakenne. Mitä tulee tämän oksidikalvon muodostusprosessiin, sitä ei voida yksinkertaisesti ymmärtää suorana reaktiona titaanin ja hapen (tai ilman hapen) välillä. Monet tutkijat ovat ehdottaneet erilaisia ​​mekanismeja. Entisen Neuvostoliiton työntekijät uskoivat, että hydridiä syntyi ensin, ja sitten hydridin päälle muodostui passivoiva oksidikalvo.