El titanio es un metal muy resistente a la corrosión. Sin embargo, los datos termodinámicos del titanio muestran que el titanio es un metal muy inestable. Si el titanio se puede disolver para formar Ti2+, su potencial de electrodo estándar es muy bajo (-1.63V), y su superficie siempre está cubierta con una película de óxido....
El titanio es un metal muy resistente a la corrosión. Sin embargo, los datos termodinámicos del titanio muestran que el titanio es un metal muy inestable. Si el titanio se puede disolver para formar Ti2 +, su potencial de electrodo estándar es muy bajo (-1.63V), y su superficie siempre está cubierta con una película de óxido. De esta manera, el potencial estable del titanio está sesgado de manera estable a un valor positivo. Por ejemplo, el potencial estable del titanio en el agua de mar a 25 ° C es de aproximadamente +0.09V. En manuales de química y libros de texto, podemos obtener potenciales de electrodos estándar correspondientes a una serie de reacciones en electrodos de titanio. Vale la pena señalar que, de hecho, estos datos no se miden directamente, sino que solo se pueden calcular a partir de datos termodinámicos, y debido a diferentes fuentes de datos, es posible que no sea posible representar varias reacciones de electrodos diferentes y diferentes datos al mismo tiempo. Extraño.
Los datos de potencial del electrodo de la reacción del electrodo de titanio muestran que su superficie es muy activa y generalmente siempre está cubierta con una película de óxido que se produce naturalmente en el aire. Por lo tanto, la excelente resistencia a la corrosión del titanio se deriva de la existencia de una película de óxido estable con una fuerte adhesión y una buena protección en la superficie del titanio. De hecho, la estabilidad de esta película de óxido natural determina la estabilidad de la película de óxido de titanio. de resistencia a la corrosión. Teóricamente, la relación P/B de la película protectora de óxido debe ser mayor que 1. Si es inferior a 1, la película de óxido no puede cubrir completamente la superficie metálica, por lo que es imposible desempeñar un papel protector. Si esta relación es demasiado grande, la tensión de compresión en la película de óxido aumentará en consecuencia, lo que causará fácilmente la ruptura de la película de óxido y no desempeñará un papel protector. La relación P/B del titanio varía con la composición y estructura de la película de óxido, y está entre 1 y 2,5. Desde este punto de vista básico, la película de óxido de titanio puede tener mejores propiedades protectoras.
Cuando la superficie de titanio se expone a la atmósfera o solución acuosa, se formará automáticamente una nueva película de óxido de inmediato. Por ejemplo, el grosor de la película de óxido en la atmósfera a temperatura ambiente es de aproximadamente 1.2-1.6nm, y se espesará con el tiempo y aumentará naturalmente después de 70 días. Espesor a 5nm, aumentó gradualmente a 8-9nm después de 545 días. Las condiciones de oxidación mejoradas artificialmente (como el calentamiento, el uso de oxidantes o anodizantes, etc.) pueden acelerar el crecimiento de la película de óxido en la superficie de titanio y obtener una película de óxido relativamente gruesa, mejorando así la resistencia a la corrosión del titanio. Por lo tanto, la película de óxido formada por oxidación anódica y oxidación térmica mejorará significativamente la resistencia a la corrosión del titanio.
La película de óxido de titanio (incluida la película de óxido térmico o la película de óxido anódico) generalmente no es una estructura única, y la composición y estructura de su óxido varían con las condiciones de formación. En general, la interfaz entre la película de óxido y el medio ambiente puede ser TiO2, pero la interfaz entre la película de óxido y el metal puede estar dominada por TiO. En el medio, puede haber capas de transición con diferentes estados de valencia, o incluso óxidos no estequiométricos, lo que significa que la película de óxido de titanio tiene una estructura de múltiples capas. En cuanto al proceso de formación de esta película de óxido, no puede entenderse simplemente como una reacción directa entre el titanio y el oxígeno (u oxígeno en el aire). Muchos investigadores han propuesto varios mecanismos. Los trabajadores de la antigua Unión Soviética creían que primero se generaban hidruros, y luego se formaba una película de óxido en los hidruros.
