Principes de résistance à la corrosion du titane

Le titane est un métal très résistant à la corrosion. Cependant, les données thermodynamiques du titane montrent que le titane est un métal extrêmement instable sur le plan thermodynamique. Si le titane peut être dissous pour former Ti2+, son potentiel d'électrode standard est très négatif (-1,63 V) et sa surface est toujours recouverte d'un film d'oxyde de titane terne. Cela rend le potentiel stabilisant du titane constamment positif, par exemple, le potentiel stabilisant du titane dans l'eau de mer à 25 degrés est d'environ +0,09 V.

Les données sur le potentiel de réaction de l'électrode en titane montrent que sa surface est très active, généralement recouverte d'une couche de film d'oxyde, qui est naturellement générée dans l'air, c'est cette couche de stabilité, forte adhérence, film d'oxyde protecteur, qui détermine l'excellente résistance à la corrosion de titane. Théoriquement, le rapport Pilling/Bedworth du film d'oxyde protecteur doit être supérieur à 1. Si le rapport est inférieur à 1, le film d'oxyde ne peut pas recouvrir complètement la surface métallique et ne joue pas de rôle protecteur. Si ce rapport est trop grand, la contrainte de pression dans le film d'oxyde augmente en conséquence, provoquant facilement la rupture du film d'oxyde, et ne peut pas non plus jouer un rôle protecteur. Rapport titane P/B avec la composition du film d'oxyde et la structure différente, entre 1 ~ 2,5.

L'exposition de la surface du titane dans l'atmosphère ou dans une solution aqueuse génère immédiatement un nouveau film d'oxyde, par exemple, à température ambiante dans l'atmosphère, une épaisseur de film d'oxyde d'environ 1,2 ~ 1,6 nm, et avec la prolongation du temps et l'épaississement, 70 jours après la épaississement naturel de 5 nm, 545 jours après l'augmentation progressive de 8 ~ 9 nm. renforcer artificiellement les conditions d'oxydation (telles que le chauffage, l'agent oxydant ou l'oxydation anodique, etc.) peut accélérer la croissance de la surface du film d'oxyde et obtenir un film d'oxyde plus épais. Croissance et obtention d'un film d'oxyde plus épais, améliorant ainsi la résistance à la corrosion du titane. Par conséquent, l’oxydation anodique et l’oxydation thermique du film d’oxyde généré amélioreront considérablement la résistance à la corrosion du titane.

Le film d'oxyde de titane (y compris le film d'oxydation thermique ou le film d'oxydation anodique) n'est généralement pas une structure unique, la composition et la structure de l'oxyde avec la génération de conditions et de changements. En général, le TiO2 peut être présent à l’interface entre le film d’oxyde et l’environnement, tandis que le TiO peut dominer à l’interface entre le film d’oxyde et le métal. Entre les deux, il peut y avoir des couches de transition avec différents états de valence, voire des oxydes équivalents non chimiques, ce qui signifie que le film d'oxyde de titane a une structure multicouche. Quant au processus de génération de ce film d’oxyde, il ne peut pas être simplement compris comme le résultat d’une réaction directe entre le titane et l’oxygène.