티타늄은 매우 부식 방지 금속입니다. 그러나 티타늄의 열역학적 데이터는 티타늄이 매우 불안정한 금속임을 보여줍니다. 티타늄을 용해시켜 Ti2 +를 형성 할 수 있다면 표준 전극 전위는 매우 낮으며 (-1.63V) 표면은 항상 산화막으로 덮여 있습니다....
티타늄은 매우 부식 방지 금속입니다. 그러나 티타늄의 열역학적 데이터는 티타늄이 매우 불안정한 금속임을 보여줍니다. 티타늄을 용해시켜 Ti2+를 형성할 수 있다면, 표준 전극 전위는 매우 낮고(-1.63V), 그 표면은 항상 산화막으로 덮여 있다. 이러한 방식으로, 티타늄의 안정한 전위는 양수 값으로 안정하게 편향된다. 예를 들어, 25°C에서 바닷물에서 티타늄의 안정한 전위는 약 +0.09V이다. 화학 핸드북 및 교과서에서 우리는 티타늄 전극에서 일련의 반응에 해당하는 표준 전극 전위를 얻을 수 있습니다. 실제로 이러한 데이터는 직접 측정되지는 않지만 열역학 데이터에서만 계산할 수 있으며 데이터 소스가 다르기 때문에 여러 가지 다른 전극 반응과 다른 데이터를 동시에 나타내는 것이 불가능할 수 있습니다. 이상한.
티타늄의 전극 반응의 전극 전위 데이터는 그 표면이 매우 활동적이며 일반적으로 항상 공기 중에서 자연적으로 발생하는 산화막으로 덮여 있음을 보여줍니다. 따라서 티타늄의 우수한 내식성은 티타늄 표면에 강한 접착력과 우수한 보호 기능을 갖춘 안정적인 산화막의 존재에서 비롯됩니다. 실제로, 이러한 천연 산화막의 안정성은 티타늄 산화막의 안정성을 결정한다. 내식성의. 이론적으로, 보호 산화막의 P/B 비율은 1보다 커야 한다. 1보다 작 으면 산화막이 금속 표면을 완전히 덮을 수 없으므로 보호 역할을 수행 할 수 없습니다. 이 비율이 너무 크면 산화막의 압축 응력이 그에 따라 증가하여 산화막의 파열을 쉽게 일으키고 보호 역할을하지 않습니다. 티타늄의 P / B 비율은 산화막의 조성과 구조에 따라 다르며 1과 2.5 사이입니다. 이러한 기본적인 관점에서 티타늄의 산화막은 더 나은 보호 특성을 가질 수 있습니다.
티타늄의 표면이 대기 또는 수용액에 노출되면 새로운 산화막이 자동으로 즉시 형성됩니다. 예를 들어, 실온에서 분위기 중의 산화막의 두께는 약 1.2-1.6nm이고, 시간이 지남에 따라 두꺼워질 것이고, 70일 후에 자연적으로 증가할 것이다. 두께는 5nm로, 545일 후에 점차 8-9nm로 증가하였다. 인위적으로 강화된 산화 조건(예: 가열, 산화제 사용 또는 아노다이징 등)은 티타늄 표면에서 산화막의 성장을 가속화하고 비교적 두꺼운 산화막을 얻을 수 있어 티타늄의 내식성을 향상시킬 수 있습니다. 따라서, 양극산화 및 열산화에 의해 형성된 산화막은 티타늄의 내식성을 크게 향상시킬 것이다.
티타늄 산화막 (열 산화막 또는 양극 산화막 포함)은 일반적으로 단일 구조가 아니며 산화물의 조성 및 구조는 형성 조건에 따라 다릅니다. 일반적으로, 산화막과 환경 사이의 계면은 TiO2일 수 있지만, 산화막과 금속 사이의 계면은 TiO에 의해 지배될 수 있다. 중간에는, 상이한 원자가 상태를 갖는 전이 층, 또는 심지어 비화학양론적 산화물이 존재할 수 있는데, 이는 티타늄 산화막이 다층 구조를 갖는다는 것을 의미한다. 이 산화막을 형성하는 과정에 관해서는, 티타늄과 산소 (또는 공기 중의 산소) 사이의 직접적인 반응으로 단순히 이해 될 수 없습니다. 많은 연구자들은 다양한 메커니즘을 제안했습니다. 구 소련의 노동자들은 수소화물이 먼저 생성되고 수소화물 위에 산화막이 형성되었다고 믿었습니다.
