คุณสมบัติทางเคมีของแท่งไทเทเนียมและอิเล็กโทรดไทเทเนียม

ไทเทเนียมเป็นโลหะที่ทนต่อการกัดกร่อนได้ดีมาก ข้อมูลทางอุณหพลศาสตร์ของไทเทเนียมระบุว่าไทเทเนียมเป็นโลหะที่ไม่เสถียรทางอุณหพลศาสตร์อย่างมาก หากไทเทเนียมสามารถละลายเป็น Ti2 ได้ ค่าศักย์ไฟฟ้าของอิเล็กโทรดมาตรฐานจะเป็นลบมาก (-1.63V) และพื้นผิวของไทเทเนียมจะถูกปกคลุมด้วยฟิล์มออกไซด์ของฟิล์มเสมอ สิ่งนี้ทำให้ศักยภาพที่มั่นคงของไทเทเนียมมีความลำเอียงต่อค่าบวกอย่างต่อเนื่อง ตัวอย่างเช่น ศักยภาพที่เสถียรของไทเทเนียมในน้ำทะเลที่อุณหภูมิ 25 องศาคือประมาณ 0.09V ในหนังสือคู่มือและตำราเคมี สามารถรับชุดของศักย์ไฟฟ้ามาตรฐานที่สอดคล้องกับปฏิกิริยาของอิเล็กโทรดไททาเนียมได้ เป็นที่น่าสังเกตว่าอันที่จริงข้อมูลเหล่านี้ไม่ได้วัดโดยตรง แต่มักจะคำนวณได้จากข้อมูลทางอุณหพลศาสตร์เท่านั้น นอกจากนี้ เนื่องจากแหล่งข้อมูลที่แตกต่างกัน ปฏิกิริยาอิเล็กโทรดที่แตกต่างกันหลายรายการอาจแสดงพร้อมกัน ส่งผลให้ข้อมูลต่างกัน แปลก.

ข้อมูลที่เป็นไปได้ของอิเล็กโทรดสำหรับปฏิกิริยาของอิเล็กโทรดไททาเนียมแสดงให้เห็นว่าพื้นผิวของอิเล็กโทรดมีความว่องไวมากและมักจะถูกปกคลุมด้วยฟิล์มออกไซด์ตามธรรมชาติที่เกิดขึ้นในอากาศเสมอ ดังนั้นความต้านทานการกัดกร่อนที่ดีเยี่ยมของไทเทเนียมจึงมาจากการที่พื้นผิวของไทเทเนียมจะมีฟิล์มออกไซด์ที่มีความเสถียร ยึดเกาะสูง และป้องกันได้ดี ในความเป็นจริง ความเสถียรของฟิล์มออกไซด์ธรรมชาตินี้เองที่กำหนดความเสถียรของไทเทเนียม ความต้านทานการกัดกร่อน รวมถึงแท่งไทเทเนียมไทเทเนียมและโลหะผสมไทเทเนียม ลวดไทเทเนียม แผ่นไทเทเนียม ฯลฯ ล้วนมีความทนทานต่อการกัดกร่อนสูง แน่นอนว่าความต้านทานการกัดกร่อนของแต่ละยี่ห้อนั้นแตกต่างกัน เราได้กล่าวถึงไปแล้วในเนื้อหาก่อนหน้าบนเว็บไซต์ โอเค วันนี้ฉันจะไม่พูดมาก ตามทฤษฎีแล้ว อัตราส่วน P/B ของฟิล์มป้องกันออกไซด์จะต้องมากกว่า 1 หากน้อยกว่า 1 ฟิล์มออกไซด์จะไม่สามารถปกคลุมพื้นผิวโลหะได้อย่างสมบูรณ์และไม่สามารถป้องกันได้ หากอัตราส่วนนี้สูงเกินไป ความเค้นอัดในฟิล์มออกไซด์จะเพิ่มขึ้นตามไปด้วย ซึ่งอาจทำให้ฟิล์มออกไซด์แตกง่ายและสูญเสียผลในการป้องกัน อัตราส่วน P/B ของไทเทเนียมเปลี่ยนแปลงไปตามองค์ประกอบและโครงสร้างของฟิล์มออกไซด์ ซึ่งอยู่ระหว่าง 1 ถึง 2.5 จากจุดวิเคราะห์พื้นฐานนี้ ฟิล์มไทเทเนียมออกไซด์สามารถมีประสิทธิภาพในการป้องกันค่อนข้างดี
เมื่อพื้นผิวไทเทเนียมสัมผัสกับบรรยากาศหรือสารละลายที่เป็นน้ำ ฟิล์มออกไซด์ใหม่จะก่อตัวขึ้นโดยอัตโนมัติทันที ตัวอย่างเช่น ความหนาของฟิล์มออกไซด์ในชั้นบรรยากาศที่อุณหภูมิห้องคือ 1.2~1.6 นาโนเมตร และจะหนาขึ้นเมื่อเวลาผ่านไป และตามธรรมชาติจะหนาขึ้นเป็น 5 นาโนเมตรหลังจากผ่านไป 70 วัน หลังจากผ่านไป 545 วัน จะค่อยๆ เพิ่มขึ้นเป็น 8~9 นาโนเมตร การเพิ่มสภาวะออกซิเดชันอย่างเทียม (เช่น การให้ความร้อน การใช้สารออกซิไดซ์หรืออโนไดซ์ ฯลฯ) สามารถเร่งการเจริญเติบโตของฟิล์มออกไซด์ที่พื้นผิว และได้ฟิล์มออกไซด์ที่หนาขึ้น ซึ่งจะช่วยปรับปรุงความต้านทานการกัดกร่อนของไทเทเนียม ดังนั้นฟิล์มออกไซด์ที่เกิดจากอโนไดซ์และออกซิเดชั่นจากความร้อนจะช่วยเพิ่มความต้านทานการกัดกร่อนของไทเทเนียมได้อย่างมาก ขณะนี้ลูกค้าของเราได้ใช้แท่งและสายไฟไทเทเนียมของเราในการผลิตผลิตภัณฑ์ที่คล้ายคลึงกันจำนวนมาก ซึ่งแสดงให้เห็นว่านี่เป็นวิธีการที่เป็นไปได้

ฟิล์มออกไซด์ของไทเทเนียม (รวมถึงฟิล์มออกซิเดชันความร้อนหรือฟิล์มออกไซด์ของขั้วบวก) มักจะไม่ใช่โครงสร้างเดียว และองค์ประกอบและโครงสร้างของออกไซด์จะเปลี่ยนไปตามสภาวะการก่อตัว โดยทั่วไป ส่วนต่อประสานระหว่างฟิล์มออกไซด์กับสิ่งแวดล้อมอาจเป็น TiO2 แต่ส่วนต่อประสานระหว่างฟิล์มออกไซด์กับโลหะอาจถูกครอบงำโดย TiO กล่าวคือ ภายใต้สถานการณ์ปกติ พื้นผิวของแท่งไทเทเนียมที่เราผลิตคือ TiO2 และส่วนต่อประสานระหว่างโลหะกับฟิล์มออกไซด์คือ TiO แน่นอนว่ารวมถึงแผ่นไทเทเนียมและการตีโลหะผสมไทเทเนียมด้วย และพื้นผิวของแท่งโลหะผสมไทเทเนียมนั้นซับซ้อนกว่า แต่ไม่ว่าเป็นแท่งไทเทเนียมบริสุทธิ์ แท่งโลหะผสมไทเทเนียม หรือลวดโลหะผสมไทเทเนียม มีชั้นทรานซิชันที่มีสถานะเวเลนซ์ต่างกันตรงกลาง และแม้แต่ออกไซด์ที่ไม่มีปริมาณสัมพันธ์ ซึ่งหมายความว่าฟิล์มออกไซด์ของวัสดุไทเทเนียมมีโครงสร้างหลายชั้น สำหรับกระบวนการสร้างฟิล์มออกไซด์นี้ ไม่สามารถเข้าใจได้ง่ายว่าเป็นปฏิกิริยาโดยตรงระหว่างไทเทเนียมกับออกซิเจน (หรือออกซิเจนในอากาศ) นักวิจัยหลายคนเสนอกลไกต่าง ๆ คนงานในอดีตสหภาพโซเวียตเชื่อว่าไฮไดรด์ถูกสร้างขึ้นก่อน จากนั้นจึงเกิดฟิล์มออกไซด์ที่ทำให้เกิดปฏิกิริยาบนไฮไดรด์