Tính chất hóa học của thanh titan và điện cực titan
Titan là kim loại có khả năng chống ăn mòn rất cao. Dữ liệu nhiệt động lực học của titan chỉ ra rằng titan là kim loại cực kỳ không ổn định về mặt nhiệt động. Nếu titan có thể hòa tan để tạo thành Ti2, thế điện cực chuẩn của nó sẽ rất âm (-1.63V) và bề mặt của nó sẽ luôn được bao phủ bởi một màng oxit thụ động. Điều này làm cho thế năng ổn định của titan thiên 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 sổ tay và sách giáo khoa hóa học, có thể thu được một loạt thế điện cực tiêu chuẩn tương ứng với các 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 được tính toán dựa trên dữ liệu nhiệt động lực học. Hơn nữa, do các nguồn dữ liệu khác nhau, một số phản ứng điện cực khác nhau có thể được biểu diễn đồng thời, dẫn đến dữ liệu khác nhau. Lạ lùng.
Dữ liệu thế năng điện cực cho các phản ứng điện cực titan cho thấy bề mặt của nó rất hoạt động và thường luôn được bao phủ bởi một màng oxit xuất hiện tự nhiên trong không khí. Do đó, khả năng chống ăn mòn tuyệt vời của titan xuất phát từ việc luôn có một lớp màng oxit bảo vệ và ổn định cao trên bề mặt titan. Trên thực tế, chính độ ổn định của màng oxit tự nhiên này quyết định độ ổn định của titan. Khả năng chống ăn mòn, bao gồm thanh titan và hợp kim titan, dây titan, tấm titan, v.v., đều có khả năng chống ăn mòn mạnh. Tất nhiên, khả năng chống ăn mòn của mỗi thương hiệu là khác nhau. Chúng tôi đã đề cập đến nó trong nội dung trước đó trên trang web. Được rồi, hôm nay tôi sẽ không nói nhiều. 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 và không thể bảo vệ nó. Nếu tỷ lệ này quá lớn, ứng suất nén trong màng oxit sẽ tăng theo, điều này dễ khiến màng oxit bị vỡ và mất tác dụng bảo vệ. Tỷ lệ P/B của titan thay đổi theo thành phần và cấu trúc của màng oxit, dao động từ 1 đến 2,5. Từ quan điểm phân tích cơ bản này, màng oxit titan có thể có hiệu quả bảo vệ tương đối tốt.
Khi bề mặt titan tiếp xúc với không khí hoặc dung dịch nước, một màng oxit mới sẽ tự động hình thành ngay lập tức. Ví dụ, độ dày của màng oxit khí quyển ở nhiệt độ phòng là 1,2 ~ 1,6nm, và nó dày lên theo thời gian và dày lên một cách tự nhiên đến 5nm sau 70 ngày. Sau 545 ngày, nó tăng dần lên 8 ~ 9nm. Các điều kiện oxy hóa tăng cường nhân tạo (chẳng hạn như gia nhiệt, sử dụng chất oxy hóa hoặc anodizing, v.v.) có thể đẩy nhanh sự phát triển của màng oxit bề mặt và thu được màng oxit dày hơn, do đó cải thiện khả năng chống ăn mòn của titan. Do đó, màng oxit được tạo ra bằng quá trình anodizing và oxy hóa nhiệt sẽ cải thiện đáng kể khả năng chống ăn mòn của titan. Hiện nay khách hàng của chúng tôi đã sử dụng thanh và dây titan của chúng tôi để tạo ra nhiều sản phẩm tương tự, điều này cho thấy đây là một phương pháp khả thi.
Màng oxit titan (bao gồm màng oxy hóa 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. Nói chung, bề mặt tiếp xúc giữa màng oxit và môi trường có thể là TiO2, nhưng bề mặt tiếp xúc giữa màng oxit và kim loại có thể bị chi phối bởi TiO. Có nghĩa là, trong trường hợp bình thường, bề mặt của thanh titan mà chúng tôi sản xuất là TiO2 và bề mặt tiếp xúc giữa kim loại và màng oxit là TiO. Tất nhiên, điều này bao gồm các tấm titan và vật liệu rèn hợp kim titan, và bề mặt của thanh hợp kim titan phức tạp hơn. Nhưng cho dù đó 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 ở giữa và thậm chí cả các oxit không cân bằng hóa học. Điều này có nghĩa là 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 (hay oxy trong không khí). Nhiều cơ chế khác nhau đã được nhiều nhà nghiên cứu đề xuất. 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.
