Điện thoại

+86 18136129878

WhatsApp

18136129878

Tính chất hóa học của vật liệu titan như thanh titan và dây titan

Mar 26, 2022 Để lại lời nhắn

Titan là kim loại có khả năng chống ăn mòn-rất cao. Dữ liệu nhiệt động của titan cho thấy titan thuộc về kim loại có nhiệt động cực kỳ không ổn định. Nếu titan có thể hòa tan để tạo thành Ti2 + thì thế điện cực chuẩn của nó rất âm (- 1.63v) và bề mặt của nó luôn được bao phủ bởi một màng oxit thụ động. Bằng cách này, thế năng ổn định của titan được thiên lệch ổn định về giá trị dương. Ví dụ: thế năng ổn định của titan trong nước biển ở nhiệt độ 25 độ là khoảng + 0.09v. Trong sách hướng dẫn và sách giáo khoa hóa học, có thể thu được thế điện cực chuẩn tương ứng với một loạt phản ứng điện cực titan. Điều đáng nói là trên thực tế, những dữ liệu này không được đo trực tiếp mà thường chỉ có thể tính toán được từ dữ liệu nhiệt động lực học. Hơn nữa, do các nguồn dữ liệu khác nhau nên không có gì đáng ngạc nhiên khi các dữ liệu khác nhau có thể được trình bày cho một số phản ứng điện cực khác nhau cùng một lúc.

 

Dữ liệu thế năng điện cực của phản ứng điện cực titan cho thấy bề mặt của nó rất hoạt động và thường được bao phủ bởi màng oxit hình thành tự nhiên trong không khí. Vì vậy, khả năng chống ăn mòn tuyệt vời của titan đến từ việc luôn có độ bám dính ổn định, mạnh mẽ và đặc biệt là lớp màng oxit bảo vệ tốt trên bề mặt titan. Trên thực tế, độ ổn định của màng oxit tự nhiên này quyết định khả năng chống ăn mòn của titan, bao gồm thanh titan, dây titan và tấm titan bằng titan và hợp kim titan. Về mặt lý thuyết, tỷ lệ P/B của màng oxit bảo vệ phải lớn hơn 1. Nếu nhỏ hơn 1 thì màng oxit không thể bao phủ hoàn toàn bề mặt kim loại nên không thể phát huy vai trò bảo vệ. Nếu tỷ lệ này quá lớn, ứng suất nén trong màng oxit sẽ tăng theo, điều này dễ gây ra hiện tượng vỡ màng oxit và không thể đóng vai trò bảo vệ. Tỷ lệ P/B của titan thay đổi từ 1 đến 2,5 tùy theo thành phần và cấu trúc của màng oxit. Từ điểm cơ bản này, màng oxit titan có thể có hiệu quả bảo vệ tốt hơn.

 

Khi bề mặt titan tiếp xúc với không khí hoặc dung dịch nước, một màng oxit mới sẽ tự động được tạo ra ngay lập tức. Ví dụ, độ dày của màng oxit trong khí quyển ở nhiệt độ phòng là 1,2 ~ 1,6nm và dày lên theo thời gian kéo dài. Nó tự nhiên dày lên 5nm sau 70 ngày và tăng dần lên 8 ~ 9nm sau 545 ngày. Các điều kiện oxy hóa được tăng cường nhân tạo (như gia nhiệt, oxy hóa hoặc oxy hóa anốt) có thể đẩy nhanh sự phát triển của màng oxit bề mặt và thu được màng oxit tương đối dày, để cải thiện khả năng chống ăn mòn của titan. Do đó, màng oxit được tạo ra bởi quá trình oxy hóa anốt và oxy hóa nhiệt sẽ cải thiện đáng kể khả năng chống ăn mòn của titan. Hiện tại, khách hàng của chúng tôi đã tạo ra nhiều sản phẩm tương tự bằng thanh titan và dây titan của chúng tôi, điều này cho thấy đây là một cách khả thi.

 

Màng oxit titan (bao gồm màng oxit nhiệt hoặc màng oxit anốt) thường không phải là một cấu trúc đơn lẻ, thành phần và cấu trúc của oxit của nó thay đổi theo điều kiện hình thành. Nhìn chung, có thể là TiO2 ở bề mặt tiếp xúc giữa màng oxit và môi trường, nhưng cũng có thể chủ yếu là TiO2 ở bề mặt tiếp xúc giữa màng oxit và kim loại. Nói cách khác, bề mặt lớn nhất của thanh titan mà chúng tôi sản xuất nói chung là TiO2 và bề mặt tiếp xúc giữa kim loại và màng oxit là TiO2. Tất nhiên, nó bao gồm dây titan, tấm titan và vật rèn titan. Bề mặt của thanh hợp kim titan phức tạp hơn. Tuy nhiên, dù là thanh titan nguyên chất, thanh hợp kim titan hay dây hợp kim titan, đều có các lớp chuyển tiếp với các trạng thái hóa trị khác nhau hoặc thậm chí có các oxit không tương đương hóa học ở giữa, điều này cho thấy màng oxit của vật liệu titan có cấu trúc nhiều lớp. Còn về quá trình hình thành màng oxit này không thể hiểu đơn giản là phản ứng trực tiếp giữa titan và oxy (hoặc oxy trong không khí). Nhiều nhà nghiên cứu đã đề xuất nhiều cơ chế khác nhau. Các công nhân ở Liên Xô cũ tin rằng hydrua được tạo ra trước tiên, sau đó một màng oxit thụ động được hình thành trên hydrua.