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鈦的鈍化過程是如何產(chǎn)生的 |
| 來源：鈦棒，鈦板，鈦管，鈦絲，鈦設(shè)備，鈦合金 發(fā)布時間：2014-9-22 12:07:13 |
鈦生成氯化物與鈍化的過程不可能是十分簡單的。特別是,必須拋棄這樣一種假設(shè)，即由于有鈦原子及水分子參與而發(fā)生一般反應(yīng)的結(jié)果,可能會生成具有鈍化作用的氧化物，因為對于所有已知的鈦氧化物來說，與之相應(yīng)的標準電位，與測得的鈦鈍化電位相比，前者的負性要大得多。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因在于鈦表面始終被一層氫化物所覆蓋若。因此，不是鈦本身參與了跟水的反應(yīng)，而是它的氫化物參與了這一反應(yīng)。鈦和它的氫化物TiH2在H2S04溶液中的電化學行為是一致的，特別是它們的鈍化電位實際上是互相吻合的。
鈦屬于熱力學不穩(wěn)定的金屬。到處可能發(fā)生金屬鈦與H+離了或H20分子相2作用而生成的過程。但是只有在直線2以下的范圍內(nèi)，生成的氫化物相才具有熱力學穩(wěn)定性。在直線1和2之間是氫化物的鈍態(tài)區(qū)。在直線2以上的區(qū)域，可能發(fā)生TiHa的陽極溶解，從而變成Tia+離子溶液，該離子而后又會被氧化成Ti3+。Ti3+離子在常溫下就會被水或洛解在水中的氧所氧化，而在9-0.37伏時可能通過電化學反應(yīng)而被氧化。如果能通過溶解而生成Tia+離子的話，則金屬鈦離子化時的標準電極電位為一1.63伏[34]。因之，鈦本應(yīng)是很易溶于水而釋出氫的。然而，在多種腐蝕性介質(zhì)(包括酸在內(nèi)）中，鈦卻具有非常強的耐腐蝕性。這種現(xiàn)象可以用鈦具有極大的可鈍化性來解釋。表11列出了鈦、鈦的氫化物和氧化物在各種反應(yīng)中的標準電位值。
只有氧化物的鈍化作用（即按反應(yīng)3生成了具有鈍化作用的氧化物膜）才能阻礙氫化物的陽極溶解。但氧化物Ti203只有在III區(qū)內(nèi)才能獲得熱力學穩(wěn)定性，因為在直線4之下生成的氧化物馬上又會按反應(yīng)4而還原。因此，只冇在直線4以上的區(qū)域才能獲得第二種穩(wěn)定的鈍態(tài)。于是，唯獨劃有斜線的三角形IV,才是鈦的所有氧化物和氧化物都對于電化學溶解反應(yīng)不具備熱力學穩(wěn)定性的區(qū)域。在這一區(qū)域，欽處于陽極“活潑”狀態(tài)。然而即使在這一區(qū)域，金屬也不會跟溶液直接接觸，兩者始終被氮化膜所隔開。看來，氫化物膜的生成速度(反應(yīng)8)從來不會低于溶解速度。并且就是在活動態(tài)區(qū)域，鈦的陽極還具有按反應(yīng)3而生成Ti203的特點。氧化物在表面的分布及其數(shù)量，決定于反應(yīng)3和4的速度之比，并且看來還決定于電極的“前期歷史”。直線7與的平衡相符合。在區(qū)域VI中，鈍化程度最髙，并且對于每一個pH值來講,此鈍化程度均保持不變。在較小的區(qū)域V中，會發(fā)生Ti03的陰極溶解于是熱力學穩(wěn)定區(qū)域的邊界就移到了直線6。少-pH平衡圖的一個重要特點是,其中存在著pH臨界值，在25°C時該值為2.3,95°C時為1.5,這分別相當于直線2、3、4的交點。在更高的pH值下,不會出現(xiàn)鈦的活動態(tài)。 |
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