Kemijska svojstva titanskih šipki i titanskih elektroda

Titan je metal vrlo otporan na koroziju. Termodinamički podaci za titan pokazuju da je titan izrazito termodinamički nestabilan metal. Ako se titan može otopiti u Ti2, njegov standardni potencijal elektrode bit će vrlo negativan (-1.63V), a njegova će površina uvijek biti prekrivena pasivacijskim oksidnim filmom. To uzrokuje da stabilni potencijal titana bude postojano pristran prema pozitivnim vrijednostima. Na primjer, stabilni potencijal titana u morskoj vodi na 25 stupnjeva je oko 0.09V. U kemijskim priručnicima i udžbenicima može se dobiti niz standardnih elektrodnih potencijala koji odgovaraju reakcijama na titanovim elektrodama. Vrijedno je istaknuti da se ti podaci zapravo ne mjere izravno, već se često mogu samo izračunati na temelju termodinamičkih podataka. Štoviše, zbog različitih izvora podataka, nekoliko različitih elektrodnih reakcija može biti predstavljeno istovremeno, što rezultira različitim podacima. Čudno.

Podaci o potencijalu elektrode za reakcije titanske elektrode pokazuju da je njezina površina vrlo aktivna i obično uvijek prekrivena oksidnim filmom koji se prirodno pojavljuje u zraku. Stoga izvrsna otpornost titana na koroziju dolazi od činjenice da na površini titana uvijek postoji stabilan, visoko ljepljiv i zaštitni oksidni film. Zapravo, stabilnost ovog prirodnog oksidnog filma određuje stabilnost titana. Otpornost na koroziju, uključujući šipke od titana i titanovih legura, titanijske žice, titanijske ploče itd., svi imaju jaku otpornost na koroziju. Naravno, otpornost na koroziju svake marke je drugačija. Spomenuli smo to u prethodnim sadržajima na web stranici. Dobro, danas neću puno govoriti. Teoretski, omjer P/B zaštitnog oksidnog filma mora biti veći od 1. Ako je manji od 1, oksidni film ne može potpuno prekriti metalnu površinu i ne može je zaštititi. Ako je taj omjer prevelik, tlačno naprezanje u oksidnom filmu će se povećati, što može lako uzrokovati pucanje oksidnog filma i gubitak zaštitnog učinka. Omjer P/B titana mijenja se sa sastavom i strukturom oksidnog filma, u rasponu od 1 do 2,5. S ove osnovne točke analize, film od titan oksida može imati relativno dobru zaštitnu izvedbu.
Kada je površina titana izložena atmosferi ili vodenoj otopini, odmah će se automatski stvoriti novi oksidni film. Na primjer, debljina atmosferskog oksidnog filma na sobnoj temperaturi je 1,2~1,6 nm, s vremenom se zgušnjava i prirodno se zgusne na 5 nm nakon 70 dana. Nakon 545 dana, postupno se povećao na 8~9 nm. Umjetno pojačavanje uvjeta oksidacije (kao što je zagrijavanje, korištenje oksidansa ili anodiziranja, itd.) može ubrzati rast površinskog oksidnog filma i dobiti deblji oksidni film, čime se poboljšava otpornost titana na koroziju. Stoga će oksidni film proizveden anodizacijom i toplinskom oksidacijom značajno poboljšati otpornost titana na koroziju. Sada naši kupci koriste naše šipke i žice od titana za izradu mnogih sličnih proizvoda, što pokazuje da je to izvediva metoda.

Oksidni film titana (uključujući toplinski oksidacijski film ili anodni oksidni film) obično nije jedinstvena struktura, a sastav i struktura njegovog oksida mijenjaju se s uvjetima nastanka. Općenito, sučelje između oksidnog filma i okoline može biti TiO2, ali sučeljem između oksidnog filma i metala može dominirati TiO. To jest, pod normalnim okolnostima, površina titanskih šipki koje proizvodimo je TiO2, a sučelje između metala i oksidnog filma je TiO. Naravno, to uključuje ploče od titana i otkivke od legure titana, a površina šipki od legure titana je složenija. Ali bilo da se radi o šipkama od čistog titana, šipkama od legure titana ili žicama od legure titana, postoje prijelazni slojevi s različitim valentnim stanjima u sredini, pa čak i nestehiometrijski oksidi. To znači da oksidni film titanovog materijala ima višeslojnu strukturu. Što se tiče procesa stvaranja ovog oksidnog filma, ne može se jednostavno shvatiti kao izravna reakcija između titana i kisika (ili kisika u zraku). Mnogi su istraživači predložili različite mehanizme. Radnici u bivšem Sovjetskom Savezu vjerovali su da je prvo nastao hidrid, a zatim se na hidridu stvorio pasivirajući oksidni film.