Titāna stieņu un titāna elektrodu ķīmiskās īpašības
Titāns ir ļoti izturīgs pret koroziju metāls. Titāna termodinamiskie dati liecina, ka titāns ir ārkārtīgi termodinamiski nestabils metāls. Ja titāns var izšķīst, veidojot Ti2, tā standarta elektroda potenciāls būs ļoti negatīvs (-1,63 V), un tā virsma vienmēr būs pārklāta ar pasivācijas oksīda plēvi. Tas izraisa stabilu titāna potenciālu, kas vienmērīgi tiek novirzīts uz pozitīvām vērtībām. Piemēram, titāna stabilais potenciāls jūras ūdenī 25 grādu temperatūrā ir aptuveni 0,09 V. Ķīmijas rokasgrāmatās un mācību grāmatās var iegūt virkni standarta elektrodu potenciālu, kas atbilst titāna elektrodu reakcijām. Ir vērts norādīt, ka patiesībā šie dati netiek tieši izmērīti, bet bieži vien tos var aprēķināt, pamatojoties tikai uz termodinamiskajiem datiem. Turklāt dažādu datu avotu dēļ vienlaikus var tikt attēlotas vairākas dažādas elektrodu reakcijas, kā rezultātā iegūti dažādi dati. Dīvaini.
Elektrodu potenciāla dati titāna elektrodu reakcijām liecina, ka tā virsma ir ļoti aktīva un parasti vienmēr ir pārklāta ar oksīda plēvi, kas dabiski sastopama gaisā. Tāpēc titāna lieliskā izturība pret koroziju izriet no tā, ka uz titāna virsmas vienmēr ir stabila, ļoti lipīga un aizsargājoša oksīda plēve. Faktiski tieši šīs dabiskās oksīda plēves stabilitāte nosaka titāna stabilitāti. Izturībai pret koroziju, ieskaitot titāna un titāna sakausējuma titāna stieņus, titāna stieples, titāna plāksnes utt., Visām ir spēcīga izturība pret koroziju. Protams, katra zīmola izturība pret koroziju ir atšķirīga. Mēs to esam minējuši iepriekšējā vietnes saturā. Labi, šodien neko daudz neteikšu. Teorētiski aizsargājošās oksīda plēves P/B attiecībai jābūt lielākai par 1. Ja tā ir mazāka par 1, oksīda plēve nevar pilnībā nosegt metāla virsmu un nevar to aizsargāt. Ja šī attiecība ir pārāk liela, attiecīgi palielināsies spiedes spriegums oksīda plēvē, kas var viegli izraisīt oksīda plēves plīsumus un zaudēt savu aizsargājošo efektu. Titāna P/B attiecība mainās atkarībā no oksīda plēves sastāva un struktūras, svārstās no 1 līdz 2,5. No šī pamata analīzes punkta titāna oksīda plēvei var būt salīdzinoši labas aizsardzības īpašības.
Kad titāna virsma tiek pakļauta atmosfēras vai ūdens šķīduma iedarbībai, nekavējoties automātiski izveidosies jauna oksīda plēve. Piemēram, atmosfēras oksīda plēves biezums istabas temperatūrā ir 1,2–1,6 nm, un tas ar laiku sabiezē un dabiski sabiezē līdz 5 nm pēc 70 dienām. Pēc 545 dienām tas pakāpeniski palielinājās līdz 8–9 nm. Mākslīgi nostiprinot oksidācijas apstākļus (piemēram, karsējot, izmantojot oksidētājus vai anodēšanu utt.), var paātrināt virsmas oksīda plēves augšanu un iegūt biezāku oksīda plēvi, tādējādi uzlabojot titāna izturību pret koroziju. Tāpēc anodēšanas un termiskās oksidācijas rezultātā iegūtā oksīda plēve ievērojami uzlabos titāna izturību pret koroziju. Tagad mūsu klienti ir izmantojuši mūsu titāna stieņus un stieples, lai izgatavotu daudzus līdzīgus izstrādājumus, kas liecina, ka šī metode ir iespējama.
Titāna oksīda plēve (ieskaitot termiskās oksidācijas plēvi vai anodiskā oksīda plēvi) parasti nav viena struktūra, un tās oksīda sastāvs un struktūra mainās atkarībā no veidošanās apstākļiem. Parasti saskarne starp oksīda plēvi un vidi var būt TiO2, bet saskarnē starp oksīda plēvi un metālu var dominēt TiO. Tas nozīmē, ka normālos apstākļos mūsu ražoto titāna stieņu virsma ir TiO2, un saskarne starp metālu un oksīda plēvi ir TiO. Protams, tas ietver titāna plāksnes un titāna sakausējuma kalumus, un titāna sakausējuma stieņu virsma ir sarežģītāka. Bet neatkarīgi no tā, vai tie ir tīra titāna stieņi, titāna sakausējuma stieņi vai titāna sakausējuma stieples, vidū ir pārejas slāņi ar dažādiem valences stāvokļiem un pat nestehiometriski oksīdi. Tas nozīmē, ka titāna materiāla oksīda plēvei ir daudzslāņu struktūra. Kas attiecas uz šīs oksīda plēves veidošanās procesu, to nevar vienkārši saprast kā tiešu reakciju starp titānu un skābekli (vai skābekli gaisā). Daudzi pētnieki ir ierosinājuši dažādus mehānismus. Strādnieki bijušajā Padomju Savienībā uzskatīja, ka vispirms tika radīts hidrīds, un pēc tam uz hidrīda izveidojās pasivējoša oksīda plēve.
