Причина образования поверхностной оксидной пленки титана

Причина образования поверхностной оксидной пленки титана

Основная причина самого существования металлического титана в большинстве распространенных сред заключается в том, что он быстро и спонтанно образует оксидную пленку с исключительной стабильностью и свойствами, которые позволяют ему эффективно изолировать металл от окружающей среды.
Следовательно, коррозионная стойкость титана и его способность противостоять поглощению водорода зависят от свойств этой защитной пленки.

Состав тонких пленок оксида титана на титане в водном растворе остается предметом некоторых споров; однако ясно, что основной составной частью фильмов является Ti02. Кроме того, представляется вероятным, что в матрице Ti02 существуют некоторые восстановленные катионы металлов и нестехиометрия.

Образование пассивной пленки происходит спонтанно при воздействии на титан окислителей, таких как воздух или вода. Даже в деаэрированном растворе требуется pH 5, чтобы избежать спонтанной пассивации. Даже при таких кислых условиях. Образование анодной пленки пассивирует металл при приложенных потенциалах положительного напряжения около -0,3 В.

Общепризнано, что рост пленки анодного оксида на титане происходит за счет механизма переноса ионов с помощью поля. Представьте себе только что обнаженную поверхность титана, реагирующую с источником кислорода (H20. 02 и т. д.) в непосредственном контакте с поверхностью металла. Как только образуется первый тонкий непрерывный слой оксида, он немедленно становится физическим Wet, разделяя два реагента (источник Ti находится на металлической стороне оксидного слоя, источник кислорода — на другой). Это, конечно, препятствует дальнейшему окислению металла. Для того, чтобы окисление продолжалось, то есть чтобы оксидная пленка загустела, два компонента пленки должны соединиться. Для этого необходимо, чтобы один или оба из них транспортировались через существующий поверхностный оксид.

Этот процесс еще больше осложняется межфазными реакциями на границах раздела металл/оксид, оксид/раствор или оксид/газ, которые превращают источники реагентов (металл Ti, H20, Oz и т. д.) в вещества, пригодные для транспортировки через оксид. Кроме того, любое утолщение пленки служит усилению барьера для дальнейшего окисления. Таким образом. Рост оксидной пленки в значительной степени контролируется твердотельными свойствами самой пленки.