Titanium adalah logam yang sangat tahan kakisan. Walau bagaimanapun, data termodinamik titanium menunjukkan bahawa titanium adalah logam yang sangat tidak stabil. Jika titanium boleh dibubarkan untuk membentuk Ti2+, potensi elektrod standardnya sangat rendah (-1.63V), dan permukaannya sentiasa ditutup dengan filem oksida...
Titanium adalah logam yang sangat tahan kakisan. Walau bagaimanapun, data termodinamik titanium menunjukkan bahawa titanium adalah logam yang sangat tidak stabil. Jika titanium boleh dibubarkan untuk membentuk Ti2+, potensi elektrod standardnya sangat rendah (-1.63V), dan permukaannya sentiasa ditutup dengan filem oksida. Dengan cara ini, potensi titanium yang stabil adalah berat sebelah kepada nilai positif. Sebagai contoh, potensi stabil titanium dalam air laut pada 25°C adalah kira-kira +0.09V. Dalam buku panduan kimia dan buku teks, kita boleh mendapatkan potensi elektrod standard yang sepadan dengan satu siri tindak balas pada elektrod titanium. Perlu dinyatakan bahawa, sebenarnya, data ini tidak diukur secara langsung, tetapi hanya boleh dikira dari data termodinamik, dan disebabkan oleh sumber data yang berbeza, mungkin tidak mungkin untuk mewakili beberapa tindak balas elektrod yang berbeza dan data yang berbeza pada masa yang sama. Aneh.
Data potensi elektrod tindak balas elektrod titanium menunjukkan bahawa permukaannya sangat aktif dan biasanya selalu ditutup dengan filem oksida yang berlaku secara semula jadi di udara. Oleh itu, rintangan kakisan titanium yang sangat baik berpunca daripada kewujudan filem oksida yang stabil dengan lekatan yang kuat dan perlindungan yang baik pada permukaan titanium. Malah, kestabilan filem oksida semulajadi ini menentukan kestabilan filem titanium oksida. rintangan kakisan. Secara teorinya, nisbah P / B filem oksida pelindung mestilah lebih besar daripada 1. Sekiranya kurang daripada 1, filem oksida tidak dapat menutup sepenuhnya permukaan logam, jadi mustahil untuk memainkan peranan perlindungan. Sekiranya nisbah ini terlalu besar, tekanan mampatan dalam filem oksida akan meningkat dengan sewajarnya, yang dengan mudah akan menyebabkan pecahnya filem oksida, dan tidak akan memainkan peranan perlindungan. Nisbah P / B titanium berbeza dengan komposisi dan struktur filem oksida, dan antara 1 dan 2.5. Dari sudut pandangan asas ini, filem oksida titanium boleh mempunyai sifat perlindungan yang lebih baik.
Apabila permukaan titanium terdedah kepada atmosfera atau larutan berair, filem oksida baru akan terbentuk secara automatik dengan serta-merta. Sebagai contoh, ketebalan filem oksida di atmosfera pada suhu bilik adalah kira-kira 1.2-1.6nm, dan ia akan menebal dengan masa, dan secara semula jadi akan meningkat selepas 70 hari. Ketebalan hingga 5nm, secara beransur-ansur meningkat kepada 8-9nm selepas 545 hari. Keadaan pengoksidaan yang dipertingkatkan secara buatan (seperti pemanasan, menggunakan oksidan atau anodizing, dan lain-lain) boleh mempercepatkan pertumbuhan filem oksida pada permukaan titanium dan mendapatkan filem oksida yang agak tebal, dengan itu meningkatkan rintangan kakisan titanium. Oleh itu, filem oksida yang dibentuk oleh pengoksidaan anodik dan pengoksidaan haba akan meningkatkan rintangan kakisan titanium dengan ketara.
Filem Titanium oksida (termasuk filem oksida haba atau filem oksida anodik) biasanya bukan satu struktur, dan komposisi dan struktur oksidanya berbeza dengan keadaan pembentukan. Secara umum, antara muka antara filem oksida dan persekitaran mungkin TiO2, tetapi antara muka antara filem oksida dan logam mungkin dikuasai oleh TiO. Di tengah- tengah, mungkin terdapat lapisan peralihan dengan keadaan valensi yang berbeza, atau bahkan oksida bukan stoichiometric, yang bermaksud bahawa filem titanium oksida mempunyai struktur pelbagai lapisan. Bagi proses membentuk filem oksida ini, ia tidak boleh difahami sebagai tindak balas langsung antara titanium dan oksigen (atau oksigen di udara). Ramai penyelidik telah mencadangkan pelbagai mekanisme. Pekerja di bekas Kesatuan Soviet percaya bahawa hidrida pertama kali dihasilkan, dan kemudian filem oksida dibentuk pada hidrida.
