Le titane est un métal très résistant à la corrosion. Cependant, les données thermodynamiques du titane montrent que le titane est un métal très instable. Si le titane peut être dissous pour former du Ti2+, son potentiel d’électrode standard est très faible (-1,63 V), et sa surface est toujours recouverte d’un film d’oxyde...
Le titane est un métal très résistant à la corrosion. Cependant, les données thermodynamiques du titane montrent que le titane est un métal très instable. Si le titane peut être dissous pour former du Ti2+, son potentiel d’électrode standard est très faible (-1,63 V) et sa surface est toujours recouverte d’un film d’oxyde. De cette façon, le potentiel stable du titane est biaisé de manière stable vers une valeur positive. Par exemple, le potentiel stable du titane dans l’eau de mer à 25 °C est d’environ +0,09 V. Dans les manuels et les manuels de chimie, nous pouvons obtenir des potentiels d’électrodes standard correspondant à une série de réactions aux électrodes en titane. Il convient de souligner que, en fait, ces données ne sont pas directement mesurées, mais ne peuvent être calculées qu’à partir de données thermodynamiques et, en raison de différentes sources de données, il peut ne pas être possible de représenter plusieurs réactions d’électrodes différentes et différentes données en même temps. Étrange.
Les données de potentiel d’électrode de la réaction d’électrode de titane montrent que sa surface est très active et est généralement toujours recouverte d’un film d’oxyde qui se produit naturellement dans l’air. Par conséquent, l’excellente résistance à la corrosion du titane provient de l’existence d’un film d’oxyde stable avec une forte adhérence et une bonne protection à la surface du titane. En fait, la stabilité de ce film d’oxyde naturel détermine la stabilité du film d’oxyde de titane. de résistance à la corrosion. Théoriquement, le rapport P/B du film d’oxyde protecteur doit être supérieur à 1. S’il est inférieur à 1, le film d’oxyde ne peut pas recouvrir complètement la surface métallique, il est donc impossible de jouer un rôle protecteur. Si ce rapport est trop important, la contrainte de compression dans le film d’oxyde augmentera en conséquence, ce qui provoquera facilement la rupture du film d’oxyde et ne jouera pas de rôle protecteur. Le rapport P / B du titane varie avec la composition et la structure du film d’oxyde, et se situe entre 1 et 2,5. De ce point de vue de base, le film d’oxyde de titane peut avoir de meilleures propriétés protectrices.
Lorsque la surface du titane est exposée à l’atmosphère ou à une solution aqueuse, un nouveau film d’oxyde se forme automatiquement immédiatement. Par exemple, l’épaisseur du film d’oxyde dans l’atmosphère à température ambiante est d’environ 1,2-1,6 nm, et il s’épaissira avec le temps et augmentera naturellement après 70 jours. Épaisseur à 5nm, progressivement augmentée à 8-9nm après 545 jours. Des conditions d’oxydation artificiellement améliorées (telles que le chauffage, l’utilisation d’oxydants ou l’anodisation, etc.) peuvent accélérer la croissance du film d’oxyde à la surface du titane et obtenir un film d’oxyde relativement épais, améliorant ainsi la résistance à la corrosion du titane. Par conséquent, le film d’oxyde formé par l’oxydation anodique et l’oxydation thermique améliorera considérablement la résistance à la corrosion du titane.
Le film d’oxyde de titane (y compris le film d’oxyde thermique ou le film d’oxyde anodique) n’est généralement pas une structure unique, et la composition et la structure de son oxyde varient en fonction des conditions de formation. En général, l’interface entre le film d’oxyde et l’environnement peut être du TiO2, mais l’interface entre le film d’oxyde et le métal peut être dominée par le TiO. Au milieu, il peut y avoir des couches de transition avec différents états de valence, ou même des oxydes non stœchiométriques, ce qui signifie que le film d’oxyde de titane a une structure multicouche. Quant au processus de formation de ce film d’oxyde, il ne peut pas être simplement compris comme une réaction directe entre le titane et l’oxygène (ou l’oxygène dans l’air). De nombreux chercheurs ont proposé divers mécanismes. Les travailleurs de l’ex-Union soviétique croyaient que les hydrures étaient d’abord générés, puis qu’un film d’oxyde se formait sur les hydrures.
