Chemische eigenschappen van titaniummaterialen zoals titaniumstaven en titaniumdraad

Mar 26, 2022 Laat een bericht achter

Titanium is een zeer corrosie-metaal. De thermodynamische gegevens van titanium laten zien dat titanium tot een metaal behoort met een extreem onstabiele thermodynamica. Als titanium kan oplossen om Ti2 + te vormen, is de standaard elektrodepotentiaal zeer negatief (- 1.63v) en is het oppervlak altijd bedekt met een passieve oxidefilm. Op deze manier wordt het stabiele potentieel van titanium stabiel naar een positieve waarde gebracht. Het stabiele potentieel van titanium in zeewater bij 25 graden is bijvoorbeeld ongeveer + 0.09v. In scheikundehandleidingen en leerboeken kunnen standaardelektrodepotentialen worden verkregen die overeenkomen met een reeks titaniumelektrodereacties. Het is de moeite waard erop te wijzen dat deze gegevens in feite niet rechtstreeks worden gemeten, maar vaak alleen kunnen worden berekend op basis van thermodynamische gegevens. Bovendien is het, vanwege de verschillende gegevensbronnen, niet verrassend dat verschillende gegevens tegelijkertijd voor verschillende elektrodereacties kunnen worden gepresenteerd.

 

De elektrodepotentiaalgegevens van de titaniumelektrodereactie laten zien dat het oppervlak ervan zeer actief is en meestal bedekt is met een oxidefilm die op natuurlijke wijze in de lucht is gevormd. De uitstekende corrosieweerstand van titanium komt dan ook voort uit het feit dat er altijd een stabiele, sterke hechting en een bijzonder goede beschermende oxidefilm op het oppervlak van titanium aanwezig is. In feite bepaalt de stabiliteit van deze natuurlijke oxidefilm de corrosieweerstand van titanium, inclusief titaniumstaaf, titaniumdraad en titaniumplaat van titanium en titaniumlegering. Theoretisch moet de P/B-verhouding van de beschermende oxidefilm groter zijn dan 1. Als deze kleiner is dan 1, kan de oxidefilm het metaaloppervlak niet volledig bedekken, waardoor het onmogelijk is om een ​​beschermende rol te spelen. Als deze verhouding te groot is, neemt de drukspanning in de oxidefilm dienovereenkomstig toe, wat gemakkelijk het scheuren van de oxidefilm veroorzaakt en geen beschermende rol kan spelen. De P/B-verhouding van titanium varieert van 1 tot 2,5, afhankelijk van de samenstelling en structuur van de oxidefilm. Vanuit dit basispunt kan de oxidefilm van titanium betere beschermende prestaties hebben.

 

Wanneer het oppervlak van titanium wordt blootgesteld aan de atmosfeer of een waterige oplossing, wordt er onmiddellijk automatisch een nieuwe oxidefilm gegenereerd. De dikte van de oxidefilm in de atmosfeer bij kamertemperatuur is bijvoorbeeld 1,2 ~ 1,6 nm en wordt dikker naarmate de tijd verstrijkt. Het verdikt op natuurlijke wijze tot 5 nm na 70 dagen en neemt geleidelijk toe tot 8 ~ 9 nm na 545 dagen. Kunstmatig verbeterde oxidatieomstandigheden (zoals verwarming, oxidatiemiddel of anodische oxidatie) kunnen de groei van de oxidefilm aan het oppervlak versnellen en een relatief dikke oxidefilm verkrijgen, om zo de corrosieweerstand van titanium te verbeteren. Daarom zal de oxidefilm die wordt gegenereerd door anodische oxidatie en thermische oxidatie de corrosieweerstand van titanium aanzienlijk verbeteren. Nu hebben onze klanten veel vergelijkbare producten gemaakt met onze titaniumstaaf en titaniumdraad, wat aantoont dat dit een haalbare manier is.

 

De oxidefilm van titanium (inclusief thermische oxidefilm of anodische oxidefilm) is meestal niet een enkele structuur, en de samenstelling en structuur van het oxide veranderen met de vormingsomstandigheden. In het algemeen kan het TiO2 zijn op het grensvlak tussen de oxidefilm en de omgeving, maar het kan vooral TiO2 zijn op het grensvlak tussen de oxidefilm en het metaal. Met andere woorden: het grootste oppervlak van de titaniumstaaf die we produceren is in het algemeen TiO2, en het grensvlak tussen metaal en oxidefilm is TiO2. Natuurlijk omvat het titaniumdraad, titaniumplaat en titaniumsmeedstukken. Het oppervlak van de staaf van titaniumlegering is complexer. Of het nu gaat om een ​​pure titanium staaf, een staaf van een titaniumlegering of een draad van een titaniumlegering, er zijn overgangslagen met verschillende valentietoestanden, of zelfs niet-chemisch equivalente oxiden in het midden, wat aangeeft dat de oxidefilm van titaniummateriaal een meerlaagse structuur heeft. Wat het vormingsproces van deze oxidefilm betreft, dit kan niet eenvoudigweg worden opgevat als de directe reactie tussen titanium en zuurstof (of zuurstof in de lucht). Veel onderzoekers hebben verschillende mechanismen voorgesteld. Werknemers in de voormalige Sovjet-Unie geloven dat eerst hydride wordt gegenereerd en dat er vervolgens een passieve oxidefilm op het hydride wordt gevormd.