Титан является очень коррозионностойким металлом. Однако термодинамические данные титана показывают, что титан является очень нестабильным металлом. Если титан может быть растворен с образованием Ti2+, его стандартный электродный потенциал очень низок (-1,63 В), а его поверхность всегда покрыта оксидной пленкой....
Титан является очень коррозионностойким металлом. Однако термодинамические данные титана показывают, что титан является очень нестабильным металлом. Если титан может быть растворен с образованием Ti2+, его стандартный электродный потенциал очень низок (-1,63 В), а его поверхность всегда покрыта оксидной пленкой. Таким образом, стабильный потенциал титана стабильно смещен к положительному значению. Например, стабильный потенциал титана в морской воде при 25°C составляет около +0,09В. В справочниках и учебниках по химии мы можем получить стандартные электродные потенциалы, соответствующие серии реакций на титановых электродах. Стоит отметить, что, на самом деле, эти данные не измеряются напрямую, а могут быть рассчитаны только на основе термодинамических данных, и из-за разных источников данных может быть невозможно представить несколько различных реакций электродов и разные данные одновременно. Странный.
Данные электродного потенциала электродной реакции титана показывают, что его поверхность очень активна и обычно всегда покрыта оксидной пленкой, которая естественным образом встречается в воздухе. Поэтому отличная коррозионная стойкость титана обусловлена наличием стабильной оксидной пленки с сильной адгезией и хорошей защитой на поверхности титана. Фактически, стабильность этой природной оксидной пленки определяет стабильность пленки оксида титана. коррозионной стойкости. Теоретически отношение P/B защитной оксидной пленки должно быть больше 1. Если она меньше 1, оксидная пленка не может полностью покрыть поверхность металла, поэтому нельзя играть защитную роль. Если это соотношение слишком велико, то напряжение сжатия в оксидной пленке соответственно возрастет, что легко вызовет разрыв оксидной пленки, и не будет играть защитной роли. Отношение P/B титана варьируется в зависимости от состава и структуры оксидной пленки и составляет от 1 до 2,5. С этой основной точки зрения оксидная пленка титана может обладать лучшими защитными свойствами.
Когда поверхность титана подвергается воздействию атмосферы или водного раствора, сразу же автоматически образуется новая оксидная пленка. Например, толщина оксидной пленки в атмосфере при комнатной температуре составляет около 1,2-1,6 нм, и со временем она будет утолщаться, и естественным образом увеличится через 70 дней. Толщина до 5нм, постепенно увеличивается до 8-9нм через 545 дней. Искусственно усиленные условия окисления (такие как нагрев, использование окислителей или анодирование и т.д.) могут ускорить рост оксидной пленки на поверхности титана и получить относительно толстую оксидную пленку, тем самым повышая коррозионную стойкость титана. Поэтому оксидная пленка, образованная анодным окислением и термическим окислением, значительно повысит коррозионную стойкость титана.
Пленка оксида титана (включая термооксидную пленку или анодно-оксидную пленку) обычно не имеет единой структуры, а состав и структура ее оксида изменяются в зависимости от условий формирования. В общем, границей раздела между оксидной пленкой и окружающей средой может быть TiO2, но на границе раздела между оксидной пленкой и металлом может доминировать TiO. В середине могут находиться переходные слои с различными валентными состояниями или даже нестехиометрические оксиды, а это значит, что пленка оксида титана имеет многослойную структуру. Что касается процесса образования этой оксидной пленки, то его нельзя просто понимать как прямую реакцию между титаном и кислородом (или кислородом в воздухе). Многие исследователи предложили различные механизмы. Рабочие в бывшем Советском Союзе считали, что сначала образуются гидриды, а затем на гидридах образуется оксидная пленка.
