Titânio é um metal muito resistente à corrosão. No entanto, os dados termodinâmicos de titânio mostram que o titânio é um metal muito instável. Se o titânio pode ser dissolvido para formar Ti2+, seu potencial de eletrodo padrão é muito baixo (-1,63V), e sua superfície é sempre coberta com um filme de óxido...
Titânio é um metal muito resistente à corrosão. No entanto, os dados termodinâmicos de titânio mostram que o titânio é um metal muito instável. Se o titânio pode ser dissolvido para formar Ti2+, seu potencial de eletrodo padrão é muito baixo (-1,63V), e sua superfície é sempre coberta com um filme de óxido. Desta forma, o potencial estável do titânio é tendencioso a um valor positivo. Por exemplo, o potencial estável de titânio na água do mar a 25°C é de cerca de +0,09V. Em manuais e livros didáticos de química, podemos obter potenciais de eletrodos padrão correspondentes a uma série de reações em eletrodos de titânio. Vale ressaltar que, de fato, esses dados não são diretamente medidos, mas só podem ser calculados a partir de dados termodinâmicos, e devido a diferentes fontes de dados, pode não ser possível representar várias reações de eletrodos diferentes e dados diferentes ao mesmo tempo. Estranho.
Os dados potenciais de eletrodos da reação de eletrodo de titânio mostram que sua superfície é muito ativa e geralmente é sempre coberta com uma filme de óxido que ocorre naturalmente no ar. Portanto, a excelente resistência à corrosão do titânio decorre da existência de uma película de óxido estável com forte adesão e boa proteção na superfície do titânio. Na verdade, a estabilidade deste filme de óxido natural determina a estabilidade do filme de óxido de titânio. de resistência à corrosão. Teoricamente, a razão P/B da película de óxido protetor deve ser maior que 1. Se for menor que 1, o filme de óxido não pode cobrir completamente a superfície metálica, por isso é impossível desempenhar um papel protetor. Se essa proporção for muito grande, o estresse compressivo na película de óxido aumentará em conformidade, o que facilmente causará a ruptura do filme de óxido, e não desempenhará um papel protetor. A razão P/B de titânio varia de acordo com a composição e estrutura do filme óxido, e está entre 1 e 2,5. Deste ponto de vista básico, o filme de óxido de titânio pode ter melhores propriedades protetoras.
Quando a superfície do titânio é exposta à atmosfera ou solução aquosa, uma nova película de óxido será automaticamente formada imediatamente. Por exemplo, a espessura do filme de óxido na atmosfera à temperatura ambiente é de cerca de 1,2-1,6nm, e vai engrossar com o tempo, e naturalmente aumentará após 70 dias. Espessura para 5nm, gradualmente aumentou para 8-9nm após 545 dias. Condições de oxidação artificialmente melhoradas (como aquecimento, uso de oxidantes ou anodização, etc.) podem acelerar o crescimento do filme de óxido na superfície de titânio e obter um filme de óxido relativamente grosso, melhorando assim a resistência à corrosão do titânio. Portanto, o filme de óxido formado por oxidação anodica e oxidação térmica melhorará significativamente a resistência à corrosão do titânio.
O filme de óxido de titânio (incluindo filme de óxido térmico ou filme de óxido anodódico) geralmente não é uma única estrutura, e a composição e estrutura de seu óxido variam com as condições de formação. Em geral, a interface entre o filme de óxido e o ambiente pode ser TiO2, mas a interface entre o filme de óxido e o metal pode ser dominada por TiO. No meio, pode haver camadas de transição com diferentes estados de valência, ou mesmo óxidos não estequiométricos, o que significa que o filme de óxido de titânio tem uma estrutura de várias camadas. Quanto ao processo de formação deste filme de óxido, ele não pode ser simplesmente entendido como uma reação direta entre titânio e oxigênio (ou oxigênio no ar). Muitos pesquisadores propuseram vários mecanismos. Os trabalhadores da antiga União Soviética acreditavam que os hidretos eram primeiro gerados, e então um filme de óxido foi formado nos hidretos.
