ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Поведение титана в растворах серной и соляной кислот из "Электродные материалы в прикладной электрохимии" Поверхностное окисление титана в водных растворах протекает легче, чем его растворение. Стационарные потенциалы титана в нейтральных и слабокислых электролитах находятся в положительной области. Это подтверждает, что и без аподной поляризации поверхность титана является сильно окисленной [58]. [c.119] Как уже говорилось, коррозионная стойкость металла и возможность использования его как основу малоизнашивающихся электродов связана с образованием на поверхности металла окисных пленок, стойких во многих агрессивных средах. В обычных условиях на воздухе титан окисляется в основном до ТЮ с некоторым избытком кислорода по сравнению со стехиометрическим составом [59, 60]. [c.119] Толщина окисной пленки титана, мгновенно образующейся после контакта свежеочищенной поверхности с воздухом, составляет около 1 -10 м, за сутки при комнатной температуре она достигает 2 X X 10 м, а за четыре года увеличивается до 5-10 м. Это говорит о том, что процессы диффузии через окисную пленку резко замедлены вследствие ее компактности и хорошей адгезии к металлу [61]. [c.119] При более положительных потенциалах, чем потенциал выделения кислорода, состав и структура окисной пассивирующей пленки меняются вследствие перехода окислов переменного состава Т150э и в высший окисел титана ТЮа [10, 62]. [c.120] Для рутилыюй формы двуокиси титана отклонения в содержаний кислорода от стехиояетрического состава связаны с резким уменьшением электросопротивления окисной пленки и соответственно увеличением токов утечки через пленку [13]. [c.120] Пленка, состоящая из высшего окисла титана Т102, образуется при пассивировании титана в наиболее жестких условиях окислении на воздухе при высоких температурах, в окислительньпс средах лри температуре кипения, анодном окислении при высоких потенциалах. При электрохимическом окислении титана, как правило, образуется пленка из ТЮ2, имеющая структуру анатаза с небольшой примесью рутила. [c.120] Такие пленки прозрачны, беспорнсты, прочны и имеют хорошую химическую стойкость в нейтральных, слабокислых, слабощелочных растворах солей и в окислительных средах. Тонкие фазовые пленки на поверхности пассивированного титана имеют полупроводниковую природу. В окисной пленке локализуется основное падение напряжения в широкой области приложенных потенциалов. [c.120] Окисные пленки на титане обладают свободной электронной я ограниченной ионной проводимостью [63, 64]. Электронная проводимость при небольшой толщине пленки обеспечивает протекание электрохимических процессов па границе раздела окисел — электролит. Вследствие небольшой электронной проводимости при дальнейшем росте толщины окисной пленки происходит образование запорного слоя с высоким удельным электрическим сопротивлением, резко ограничивающим плотность тока титанового анода нри данном значении потенциала. Поэтому использование титана как анода невозможно [10, 59, 65, 66]. [c.120] Образование окисных пленок на титане влияет на кинетику дальнейшего электрохимического окисления его поверхности [70, 711, причем в определенных условиях в начальной стадии образования окисной пленки, особенно в кислых растворах, значительная доля тока лгожет расходоваться на растворение металла, происходящее параллельно с ростом пленки [72—74]. [c.121] Прн анодном окислении титана п его сплавов в интервале потенциалов от 6 до 18 В слой окисной пленки увеличивается с ростом анодного потенциала. При этом, так же как и при высокотеыпе-эатурном окислении, изменяется окраска пленки от светло-желтой цо синей илн голубой. При электрохимическом окислении титанового сплава ОТ4-0 светло-серому цвету соответствует толщина пленки около 12-10 м, фиолетовому — около 28-10 м и синему около ВО-10 м [75[. Для термически выращенных пленок определены толщины темно-желтый цвет — 35 10 м, фиолетовый — 49 X X 10 м и голубой — 60-10 м [13[. [c.121] При одной и той же то.лщине термически образованные пленки имеют большую устойчивость к химическим воздействияд . Это объясняется, по-видимому, большей однородностью их химического состава и более стабильной кристаллической структурой. [c.121] В пленках, полученных при электрохимическом анодировании, возможно присутствие адсорбированных посторонних ионов, а также газов, выделяющихся на аноде. Это способствует увеличению дефектности кристаллической структуры и снижает химическую устойчивость пленки [75]. [c.121] В щелочных, нейтральных и кислых окислительных средах, а также в разбавленных восстановительных кислотах при анодной поляризации титана пе происходит активного анодного растворения,, характерного для железа и других металлов, а такн е и для титана в кислых восстановительных средах. При анодной поляризации потенциал титана сразу же смещается в положительную сторону до величины, соответствующей какой-то другой возможной электрохимической реакции (выделение lj, 0 ) в зависимости от состава электролита, плотности тока и других факторов. [c.121] Коррозия титана определяется скоростью химического растворения окисной пленки. В условиях анодирования толщина образующегося окисного покрытия зависит от соотношения скоростей образования окисной пленки н се растворения- При анодировании титана в 0,1 н-, 1,0 н. и 5 н. II2SO4, плотностью тока от 0,5 до 2 А/м в интервале температур от О до 60 °С предельная толщина окисной пленки составляет 0,2—0,3 мкм [78]. [c.121] О составляет только 2—3 мкА/с.м [82]. [c.122] Образующиеся окисные пленки могут содержать гидратную воду, однако это незначительно влияет на нормальные потенциалы образования гидратированных окислов по сравнению с безводцыми. [c.122] Пассивирование гидрида титана, по-видимому, происходит за счет образования на поверхности гидрида окг сного слоя так н е, как на тиТане [84]. [c.122] В присутствии даже небольших количеств ионов фтора скорость растворения титана увеличивается [85, 86], что наблюдается также и на электродах из гидрида титана. [c.122] Вернуться к основной статье