鈦板和鈦合金板對于含離子的氧化劑溶液也有高度的穩(wěn)定性,如100度的次亞氯酸鈉溶液、氧水、氣體(達75℃)、含有過氧化氫的氧化鈉溶液等。鈦板和鈦合金板在濕氯氣中的耐蝕性超過其他常用金屬,這是因為氯具有強烈的氧化作用,鈦板和鈦合金板在濕氯中能處于穩(wěn)定的鈍態(tài),為了維持鈦在氯氣中的鈍性,需要一定的含水量。臨界含水量與氧氣壓力、流速、溫度等因素有關(guān),也與鈦設(shè)備或零部件的形狀尺寸以及鈦表面機械損壞程度有關(guān),因此,www.nmware.com文章指出關(guān)于鈦在氧氣中鈍化的臨界含水量是不一致的,一般認為,質(zhì)量分數(shù)為0.01%~0.05%可作為鈦在氧氣中的臨界含水量,但是實際經(jīng)驗指出,為了保證鈦設(shè)備在氧氣中安全使用,有時水質(zhì)量分數(shù)為0.6%也不夠,需要高達1.5%。臨界含水量還隨氯氣溫度升高及氣流速度降低而相應(yīng)增加。
因此,關(guān)于氯與鈦的反應(yīng)可以作簡單的解釋:鈦與氯反應(yīng)會生成四氯化鈦:室溫時四氯化鈦是液體,其沸點為136度,生成四氯化鈦的反應(yīng)伴隨著放熱過程。如果氯氣處于干燥狀態(tài),釋放大量的熱使反應(yīng)達到很高的溫度,當(dāng)溫度達到鈦熔點時,鈦開始燃燒。此后,只要有足夠的于氯,反應(yīng)將激烈進行,直到反應(yīng)物耗盡。但是,如果氯氣中有足夠的水分,四氯化鈦會與水作用生成氫氧化鈦,它是一種非揮發(fā)性的物質(zhì),而且成為一種膜牢固附著在鈦的表面,這一反應(yīng)是極穩(wěn)定的反應(yīng),而且表面膜在濕氯中極為穩(wěn)定。因而鈦在濕氯中具有優(yōu)異的耐蝕性,其穩(wěn)定性與氯氣中含水量密切相關(guān)。
關(guān)于鈦在氯氣干、濕界區(qū)的行為尚未完全弄清,根椐熱力學(xué)分析,鈦與氯在室溫不能以平衡狀態(tài)存在,根據(jù)熱力學(xué)自由能可知,在這個反應(yīng)系中生成穩(wěn)定化合物四氯化鈦與水不共存,會進一步反應(yīng),即TiCl4+4H20=Ti(OH)+4HCl
實際運行經(jīng)驗還表明,鈦板和鈦合金板的表面氧化膜遭到破壞后,需要較高的含水量才能使鈦板和鈦合金板重新鈍化。鈦板和鈦合金板在干氯氣中,甚至在0℃以下也會發(fā)生劇烈反應(yīng)生成四氯化鈦,并有著火危險。鈦板和鈦合金板在干氯氣中的破壞一經(jīng)開始,反應(yīng)是崩潰性的,再加入水也不能阻止反應(yīng)的進行。