Principi otpornosti titana na koroziju

Titan je metal vrlo otporan na koroziju. Međutim, termodinamički podaci za titan pokazuju da je titan izrazito termodinamički nestabilan metal. Ako se titan može otopiti da nastane Ti2+, njegov standardni potencijal elektrode je vrlo negativan (-1.63V), a njegova je površina uvijek prekrivena mutnim filmom titan oksida. To čini stabilizacijski potencijal titana stalno pozitivnim, npr. stabilizacijski potencijal titana u morskoj vodi na 25 stupnjeva je oko +0.09V.

Podaci o reakcijskom potencijalu titanijske elektrode pokazuju da je njegova površina vrlo aktivna, obično prekrivena slojem oksidnog filma, koji se prirodno stvara u zraku, upravo taj sloj stabilnosti, snažnog prianjanja, zaštitnog oksidnog filma, određuje izvrsnu otpornost na koroziju titanijum. Teoretski, omjer Pilling/Bedworth zaštitnog oksidnog filma mora biti veći od 1. Ako je omjer manji od 1, oksidni film ne može u potpunosti prekriti metalnu površinu i ne igra zaštitnu ulogu. Ako je taj omjer prevelik, pritisak na oksidni film se povećava u skladu s tim, lako uzrokujući pucanje oksidnog filma, a također ne može igrati zaštitnu ulogu. Omjer titana P / B s različitim sastavom oksidnog filma i strukturom, između 1 ~ 2,5.

Izlaganje površine titana u atmosferi ili vodenoj otopini, odmah stvara novi oksidni film, na primjer, na sobnoj temperaturi u atmosferi debljine oksidnog filma od oko 1,2 ~ 1,6 nm, a s produljenjem vremena i zadebljanjem, 70 dana nakon prirodno zadebljanje od 5nm, 545 dana nakon postupnog povećanja od 8 ~ 9nm. umjetno ojačati uvjete oksidacije (kao što je zagrijavanje, oksidacijsko sredstvo ili anodna oksidacija itd.) može ubrzati rast površine oksidnog filma i dobiti deblji oksidni film. Raste i dobije deblji oksidni film, čime se poboljšava otpornost titana na koroziju. Stoga će anodna oksidacija i toplinska oksidacija stvorenog oksidnog filma značajno poboljšati otpornost titana na koroziju.

Film titan oksida (uključujući film toplinske oksidacije ili film anodne oksidacije) obično nije jedinstvena struktura, sastav i struktura oksida s generacijom uvjeta i promjena. Općenito, TiO2 može biti prisutan na granici između oksidnog filma i okoline, dok TiO može dominirati na granici između oksidnog filma i metala. Između mogu postojati prijelazni slojevi s različitim valentnim stanjima ili čak nekemijski ekvivalentni oksidi, što znači da oksidni film titana ima višeslojnu strukturu. Što se tiče procesa stvaranja ovog oksidnog filma, on se ne može jednostavno shvatiti kao rezultat izravne reakcije između titana i kisika.