Načela korozijske odpornosti titana

Titan je kovina, ki je zelo odporna proti koroziji. Vendar pa termodinamični podatki za titan kažejo, da je titan izredno termodinamično nestabilna kovina. Če je titan mogoče raztopiti, da nastane Ti2+, je njegov standardni elektrodni potencial zelo negativen (-1,63 V), njegova površina pa je vedno prekrita z motnim filmom titanovega oksida. Zaradi tega je stabilizacijski potencial titana stalno pozitiven, npr. stabilizacijski potencial titana v morski vodi pri 25 stopinjah je približno +0.09V.

Podatki o reakcijskem potencialu titanove elektrode kažejo, da je njegova površina zelo aktivna, običajno prekrita s plastjo oksidnega filma, ki se naravno ustvari v zraku, ta plast stabilnosti, močnega oprijema, zaščitnega oksidnega filma, določa odlično odpornost proti koroziji titan. Teoretično mora biti razmerje Pilling/Bedworth zaščitnega oksidnega filma večje od 1. Če je razmerje manjše od 1, oksidni film ne more popolnoma prekriti kovinske površine in nima zaščitne vloge. Če je to razmerje preveliko, se ustrezno poveča tlačna napetost v oksidnem filmu, kar zlahka povzroči pretrganje oksidnega filma in tudi ne more igrati zaščitne vloge. Razmerje titana P / B s sestavo oksidnega filma in strukturo različnih, med 1 ~ 2,5.

Izpostavljenost površine titana v atmosferi ali vodni raztopini takoj ustvari nov oksidni film, na primer pri sobni temperaturi v atmosferskem oksidnem filmu debeline približno 1,2 ~ 1,6 nm in s podaljšanjem časa in zgoščevanjem, 70 dni po naravno odebelitev 5 nm, 545 dni po postopnem povečanju 8 ~ 9 nm. umetno krepitev pogojev oksidacije (kot so segrevanje, oksidant ali anodna oksidacija itd.) lahko pospeši rast površine oksidnega filma in dobi debelejši oksidni film. Rast in pridobite debelejši oksidni film, s čimer izboljšate korozijsko odpornost titana. Zato bosta anodna oksidacija in toplotna oksidacija ustvarjenega oksidnega filma bistveno izboljšala odpornost titana proti koroziji.

Titanov oksidni film (vključno s toplotno oksidacijskim ali anodno oksidacijskim filmom) običajno ni enotna struktura, sestava in struktura oksida z ustvarjanjem pogojev in sprememb. Na splošno je lahko TiO2 prisoten na vmesniku med oksidnim filmom in okoljem, medtem ko lahko TiO prevladuje na vmesniku med oksidnim filmom in kovino. Vmes so lahko prehodne plasti z različnimi valenčnimi stanji ali celo nekemično ekvivalentni oksidi, kar pomeni, da ima oksidni film titana večplastno strukturo. Kar zadeva proces ustvarjanja tega oksidnega filma, ga ni mogoče preprosto razumeti kot rezultat neposredne reakcije med titanom in kisikom.