Chemische eigenschappen van titaniumstaven en titaniumelektroden

Titanium is een zeer corrosiebestendig metaal. Thermodynamische gegevens voor titanium geven aan dat titanium een ​​extreem thermodynamisch onstabiel metaal is. Als titanium kan oplossen om Ti2 te vormen, zal de standaard elektrodepotentiaal zeer negatief zijn (-1.63V), en zal het oppervlak altijd bedekt zijn met een passivatie-oxidefilm. Dit zorgt ervoor dat het stabiele potentieel van titanium gestaag naar positieve waarden neigt. Het stabiele potentieel van titanium in zeewater bij 25 graden is bijvoorbeeld ongeveer 0.09V. In scheikundehandboeken en leerboeken kan een reeks standaardelektrodepotentialen worden verkregen die overeenkomen met 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 kunnen, als gevolg van verschillende gegevensbronnen, meerdere verschillende elektrodereacties tegelijkertijd worden weergegeven, wat resulteert in verschillende gegevens. Vreemd.

Uit elektrodepotentiaalgegevens voor titaniumelektrodereacties blijkt dat het oppervlak ervan zeer actief is en gewoonlijk altijd bedekt is met een oxidefilm die van nature in de lucht voorkomt. Daarom komt de uitstekende corrosieweerstand van titanium voort uit het feit dat er altijd een stabiele, sterk hechtende en beschermende oxidefilm op het oppervlak van titanium zit. In feite is het de stabiliteit van deze natuurlijke oxidefilm die de stabiliteit van titanium bepaalt. Corrosiebestendigheid, inclusief titanium en titaniumlegeringen van titaniumstaven, titaniumdraden, titaniumplaten, enz., hebben allemaal een sterke corrosieweerstand. Uiteraard is de corrosiebestendigheid van elk merk anders. We hebben het in eerdere inhoud op de website vermeld. Oké, ik zal niet veel zeggen vandaag. 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 en niet beschermen. Als deze verhouding te groot is, zal de drukspanning in de oxidefilm dienovereenkomstig toenemen, waardoor de oxidefilm gemakkelijk kan scheuren en zijn beschermende werking kan verliezen. De P/B-verhouding van titanium verandert met de samenstelling en structuur van de oxidefilm, variërend van 1 tot 2,5. Vanuit dit fundamentele analysepunt kan de titaniumoxidefilm relatief goede beschermende prestaties hebben.
Wanneer het titaniumoppervlak wordt blootgesteld aan de atmosfeer of een waterige oplossing, zal er automatisch onmiddellijk een nieuwe oxidefilm worden gevormd. De dikte van de atmosferische oxidefilm bij kamertemperatuur is bijvoorbeeld 1,2 ~ 1,6 nm, en deze wordt na verloop van tijd dikker en wordt na 70 dagen natuurlijk dikker tot 5 nm. Na 545 dagen nam het geleidelijk toe tot 8~9nm. Het kunstmatig versterken van de oxidatieomstandigheden (zoals verwarming, het gebruik van oxidatiemiddelen of anodiseren, enz.) kan de groei van de oxidefilm aan het oppervlak versnellen en een dikkere oxidefilm verkrijgen, waardoor de corrosieweerstand van titanium wordt verbeterd. Daarom zal de oxidefilm die wordt geproduceerd door anodiseren en thermische oxidatie de corrosieweerstand van titanium aanzienlijk verbeteren. Nu hebben onze klanten onze titanium staven en draden gebruikt om veel vergelijkbare producten te maken, wat aantoont dat dit een haalbare methode is.

De oxidefilm van titanium (inclusief thermische oxidatiefilm of anodische oxidefilm) heeft meestal geen enkele structuur, en de samenstelling en structuur van het oxide veranderen met de vormingsomstandigheden. Over het algemeen kan het grensvlak tussen de oxidefilm en de omgeving TiO2 zijn, maar het grensvlak tussen de oxidefilm en het metaal kan worden gedomineerd door TiO. Dat wil zeggen dat onder normale omstandigheden het oppervlak van de titaniumstaven die we produceren TiO2 is, en het grensvlak tussen het metaal en de oxidefilm TiO. Uiteraard omvat dit ook titaniumplaten en smeedstukken van titaniumlegeringen, en het oppervlak van staven van titaniumlegeringen is complexer. Maar of het nu pure titaniumstaven, titaniumlegeringstaven of titaniumlegeringsdraden zijn, er zijn overgangslagen met verschillende valentietoestanden in het midden, en zelfs niet-stoichiometrische oxiden. Dit betekent dat de oxidefilm van titaniummateriaal een meerlaagse structuur heeft. Wat het proces van het vormen van deze oxidefilm betreft, dit kan niet eenvoudigweg worden opgevat als een directe reactie tussen titanium en zuurstof (of zuurstof in de lucht). Door veel onderzoekers zijn verschillende mechanismen voorgesteld. Werknemers in de voormalige Sovjet-Unie geloofden dat eerst hydride werd gegenereerd en dat er vervolgens een passiverende oxidefilm op het hydride werd gevormd.