Vil Titanium Hammer Rust

I folks traditionelle kognition er "rust" næsten et iboende etiket af metalmaterialer . Den plettede rust og omskiftelserne af patina ser ud til at fortælle det evige spil mellem metal og korrosion . imidlertid, når vi vender vores opmærksomhed til ekstrem miljøer, såsom dybhavsudforskning og aerospace, et metal, der kaldes titanium, har det, når vi vender vores opmærksomhed til ekstrem miljø Stål ". titaniumhammer, som en typisk repræsentant for titaniumlegering i ingeniøranvendelser, hvad er dens korrosionsbestandighed? Vil det rustne som almindelige metaller? Svaret på dette spørgsmål ligger i den dybe integration af Titaniums atomstruktur, overfladekemi og materialevidenskab .

Titaniums "naturlige immunitet": Atomstruktur bestemmer anti-korrosionsgener

Essensen af metalrust er elektrokemisk korrosionsdifferensent metaller eller interne metal interne mikroområder danner et primær Form stabile ti⁴⁺ioner, men denne proces er ikke forstyrret metalopløsning, men snarere en tæt oxidfilm dannet ved at kombinere med ilt .

Titaniumoxidfilmen (TIO₂) har en unik "selvreparation" egenskab: Når filmen er mekanisk ridset eller kemisk eroderet, vil den udsatte titaniummatrix straks reagere med ilt i det omgivende medium, regenererer oxidfilmen ved det beskadigede område, og tykkelsen kan automatisk gendanne til {5-10 nanometers {{{{} denne dynamisk mekanisme Makem. Titanium næsten ikke-ætsende ved stuetemperatur, der lægger grundlaget for sin anti-rust ydelse .

Passiveringsfilmens "jernvæg": Kemisk stabilitet bygger en antikorrosionsbarriere

Titaniumoxidfilmen (TiO₂) er et keramisk fasemateriale med høj kemisk stabilitet . dens krystalstruktur er rutil og har følgende egenskaber:

Tæt og ikke-porøs: TiO₂-filmlaget har fine korn og er tæt arrangeret . Porøsiteten er mindre end 0,1%, hvilket effektivt kan blokere penetrationen af ætsende medier, såsom vand, ilt og chloridioner;

Høj vedhæftning: Filmlaget er kemisk bundet til titan -substratet, og bindingsstyrken når 20-50 MPa, hvilket er meget højere end den fysiske adsorptionskraft mellem belægningen og metallet, idet man undgår den accelererede korrosion forårsaget af skrælningen af filmlaget;

Syre- og alkali -resistens: TiO₂ forbliver stabil i pH -området 0-14. Selv i lyset af stærke syrer (såsom saltsyre) eller stærke alkalier (såsom natriumhydroxid), er dens opløsningshastighed ekstremt lav, meget lavere end oxiderne af metaller, såsom jern og aluminium.}}

Denne kemiske stabilitet gør det muligt for titaniumhammer at blive brugt i lang tid i ætsende miljøer såsom havet og den kemiske industri uden fiasko, og dens anti-korrosionsydelse overstiger langt traditionelle materialer såsom rustfrit stål .

Anti-pitting og spaltekorrosion: krakning af "dødelig fælde" i dybhavsmiljø

In deep-sea exploration, chloride ions (Cl⁻) in seawater are the "number one killer" of metal corrosion. Chloride ions have a small radius and strong penetration, which can destroy the oxide film on the metal surface and cause local corrosion (such as pitting and crevice corrosion). The passivation film of titanium has a natural "immunity" to Chloridioner:

Pittingresistens: Titaniumoxidfilmen danner en "passivering-reparation" -cyklus i et klorholdigt miljø ., selvom det lokale filmlag ødelægges, vil titaniummatrixen hurtigt kombineres med chloridioner for at generere ticl₄, men ticl₄ vil yderligere hydrolyze til at generere ny tio₂, hvorved der inhiberer udvidelsen af pitting pitting;

Crevice -korrosionsinhibering: I den gevindforbindelse, svejste led og andre spaltedele af titaniumhammeren er traditionelle metaller tilbøjelige til at danne korrosionsceller på grund af iltkoncentrationsforskelle, mens den passiveringsfilm af titanium kan dække hele overfladen, idet man undgår potentialforskellen inde i og uden for spalte, og grundlæggende eliminering af risikoen for skrøbningskorrosion.}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}

Denne "ufølsomme" karakteristiske for chloridioner gør titaniumhammer til det foretrukne materiale til dybhavets udstyr .

"Bistabilitet" med lave og høje temperaturer: En "all-round-spiller", der tilpasser sig ekstreme miljøer

Korrosionshastigheden for metaller øges normalt med stigende temperatur, men den passiveringsfilm af titanium kan forblive stabil ved høje temperaturer:

Miljø med lav temperatur: Ved en flydende nitrogentemperatur på -196 grad vil titaniumoxidfilmen ikke skrælle af på grund af omfavnelse, og dens korrosionsmodstand er den samme som ved stuetemperatur, som er egnet til lavtemperaturscener, såsom polarvand eller dyb rumfartsundersøgelse;

Højtemperaturmiljø: I havvand med høj temperatur over 300 grader vil titanoxidfilmen blive tykkere til 100-200 nanometre, men strukturen forbliver tæt, og korrosionshastigheden øges kun lidt, hvilket er meget lavere end antikorrosionsmaterialer med høj temperatur, såsom nickelbaserede legeringer .

Denne "ikke sprøde ved lave temperaturer og ikke bløde ved høje temperaturer" -funktion giver titaniumhammeren mulighed for at arbejde stabilt i det fulde temperaturområde fra under polær is til hydrotermiske ventilationsåbninger .

Fra de naturlige anti-korrosionsgener i atomstrukturen til den kemiske stabilitet af passiveringsfilmen; Fra immunitet til chloridioner til bistabiliteten ved ekstreme temperaturer har Titanium Hammer opnået legenden om "aldrig rust" med flere mekanismer . Det vælter ikke kun folks traditionelle forståelse af metalkorrosion, men åbner også nye tekniske grænser i markerne med dybhavsudforskning, aerospace, kemisk udstyr osv. Videnskab, behandlingsomkostningerne for titanlegeringer falder gradvist, og dens anvendelsesomfang udvides også til det civile felt .