Титан потенциалы коррозии

Титан имеет довольно высокую (1668 °С) температуру плавления и плотность 4,5 г/см . Благодаря высокой удельной прочности и превосходным противокоррозионным свойствам его широко применяют в авиационной технике. В настоящее время его используют также для изготовления оборудования химических производств. В ряду напряжений титан является активным металлом расчетный стандартный потенциал для реакции Т + + 2ё Л составляет —1,63 В . В активном состоянии он может окисляться с переходом в раствор в виде ионов Т " [1]. Металл легко пассивируется в аэрированных водных растворах, включая разбавленные кислоты и щелочи. В пассивном состоянии титан покрыт нестехиометрической оксидной пленкой усредненный состав пленки соответствует ТЮ . Полупроводниковые свойства пассивирующей пленки обусловлены в основном наличием кислородных анионных вакансий и междоузельных ионов Т , которые выполняют функцию доноров электронов и обеспечивают оксиду проводимость /г-типа. Потенциал титана в морской воде близок к потенциалу нержавеющих сталей. Фладе-потенциал имеет довольно отрицательное значение (Ер = —0,05В) [2, 3], что указывает на устойчивую пассивность металла. Нарушение пассивности происходит только под действием крепких кислот и щелочей и сопровождается значительной коррозией. [c.372]

При питтинговой коррозии основное коррозионное разрушение локализуется на отдельных небольших участках металла (магний, алюминий, железо, никель, титан и др.) и протекает с большой скоростью, что может приводить к сквозной точечной коррозии металла. Питтинговая коррозия наблюдается, обычно, когда основной металл находится в пассивном состоянии. Ионы-активаторы (СГ, Вг , I") адсорбируются в основном на участках поверхности, где плеяка оксида несовершенна (металлические или неметаллические включения, искажающие или нарушающие кристаллическую структуру оксида) [22]. Анионы частично замещают кислород в оксиде и образуют хорошо растворимые поверхностные комплексные ионы. Пассивная пленка нарушается, и металл начинает непосредственно контактировать с раствором. Потенциал металла на этих участках имеет более отрицательное значение, чем потенциал основного металла, покрытого оксидной пленкой, что приводит к возникновению локальных токов. Если пассивная пленка не обладает большим омическим сопротивлением, то система заполяризовывается и на участках питтингообразования в основном протекает интенсивно анодный процесс, а катодный процесс восстановления окислителя идет на пассивной поверхности металла. При этом миграция анионов-активаторов идет в основном к участкам питтингообразования. [c.38]

Металлический титан плавится при 1665 °С плотность его равна 4,505 г/см . Титан — довольно активный металл стандартный электродный потенциал системы Ti Ti равен —1,63 В. Однако благодаря образованию на поверхности металла плотной защитной пленки титан обладает исключительно высокой стойкостью против коррозии, превышающей стойкость нержавеющей стали. Он не окисляется на воздухе, в морской воде и не изменяется в ряде агрессивных химических сред, в частности в разбавленной и концентрированной азотной кислоте и даже в царской водке. [c.505]

Так как потенциал коррозии метала в обычных средах является компромиссным потенциалом (суммарный анодный ток равен суммарному катодному току), то па потенциостатическую кривую, полученную методом внешней поляризации, оказывает влияние характер локальной катодной кривой (анализ и интерпретация кривых проведены Эделяну [27] и Мюллером [28]). По этой причине остаток кислорода в растворе, в котором происходит испытание, может вызывать отклонение от обычного хода кривой в виде образования отрицательной петли В, соответствующей катодному восстановлению растворенного кислорода, которое имеет место после критической точки пассивности. Обычная пассивная область и низкое значение положительного тока возобновляются только при потенциале срс, > как показано на рис. 10.36. Другие ионы могут также влиять на ток. Если они — окислители, они будут оказывать тот же самый эффект, что и растворенный кислород. Однако некоторые из них могут увеличивать наблюдаемый ток до значений, намного превышающих действительный коррозионный ток системы. Поляризационная кривая, полученная на титане [29], показывает уровни тока в пассивной области, которые не согласуются с более низкими скоростями коррозии, определенными гравиметрически, по концентрации ионов Т1 + в растворе. В случае присутствия железа в нейтральной воде [30] плотность тока в пассивной области про- [c.605]

Исследовано электрохимическое поведение сплавов титана с алюминием в растворах карбонатов щелочных металлов. Обнаружено, что введение в указанные растворы галогенид-ионов вызывает резкое понижение коррозионной стойкости титан-алюминиевых сплавов вследствие питтин-гообразования. Введение в растворы карбонатов анионов кислородсодержащих кислот не оказывает заметного влияния ни на потенциал коррозии, ни на критическую плотность тока. [c.27]

Исследования показали, что при одном и том же количестве внедренных ионов палладия коррозионная стойкость титана заметно меняется в зависимости от характера распределения палладия в титане. Так, потенциал коррозии за первый час испытаний тем положительнее, чем больше палладия находится в непосредственной близости от поверхности. Результаты подтверждают, что потенциал коррозии определяется содержа- [c.78]

Когда титан корродирует в растворах серной кислоты, на кривой скорость коррозии—концентрация кислоты наблюдается первый максимум при 40% (см. рис. 1). Потенциал коррозии в 40%-ном растворе равен приблизительно —0,41 в (по водородной шкале). [c.128]

В нейтральных водных средах корродируют щелочные и щелочно-земельные металлы, магний, алюминий, цинк, железо, марганец, хром и даже титан. Поэтому такие металлы характеризуют как металлы с повышенной термодинамической нестабильностью. При понижении значений pH (в кислых средах) коррозии подвергаются кобальт, никель, свинец, молибден, вольфрам. Особенно активно разрушает металлы вода, содержащая растворенный в ней кислород, так как потенциал такой окислительной системы (О2 + Н2О) может достигать +0,815 В. [c.258]

При более высокой температуре эффективность катодного процесса недостаточна для поддержания высокого коррозионного потенциала и титан переходит в активное состояние.Так,при 180°С потенциал коррозии отрицательнее потенциала при 160°С на 0,8Е [c.63]

Аналогичный эффект наблюдается при легировании титана палладием. Как показали результаты коррозионных испытаний, скорость коррозии сплава Т1 с 1% Рс1 в 40%-ной На304 составляет 0,01 г/м -час при 25° С и 0,57 г/-час — при 50° С, в то время как для нелегированного титана скорость коррозии равна соответственно 2,02 и 15,3 г м -час. На рис. 63 приведены данные по определению стационарного потенциала титана и сплавов титана с Р1 и Рс1 в насыщенной кислородом и водородом 20%-ной Н28 04 при комнатной температуре [135], а также анодная кривая для титана. Эти опыты показывают, что даже в атмосфере кислорода чистый титан пе находится в устойчивом пассив- [c.90]

Анодная поляризация титана в кислых хлоридах может запассивировать и защитить титан, в то время как анодная поляризация циркония в хлоридах легко нарушает его пассивность, и он начинает корродировать. Неустойчивость циркония в указанных условиях иногда классифицируют, как перепассивацию. Однако для циркония механизм этого явления соверщенно иной, чем для молибдена, хрома и ванадия. У молибдена, хрома и ванадия ускорение коррозии при перепассивации определяется возможностью образования высоковалентных, более растворимых оксидов, в то время как у циркония это, по-видимому, надо связывать с более низким потенциалом вытеснения кислорода из защитной пленки хлор-ионами, т. е. этот процесс аналогичен явлению пробоя оксидной пленки. Очевидно, связь 2г—О в пассивной пленке разрушается и заменяется связью 2г—С1 при меньшем смещении электродного потенциала в анодную сторону, чем это наблюдается для связи И—О. Уже при смещении потенциала в анодную сторону положительнее + 0,24 в кислых хлоридных растворах цирконий корродирует с образованием питтинга в разбавленных растворах или, более равномерно в более кислых растворах. Для титана подобный процесс вытеснения хлор-ионом кислорода из пассивной пленки (потенциал пробоя или питтингообразования) наступает при анодных потенциалах гораздо более положительных, чем 1 В. Цирконий, как и титан, не устойчив во фтористоводородной кислоте и кислых фторидах, а также при нагреве в газообразном хлоре. [c.255]

Особо следует остановиться на поведении пассивных металлов и соотношении поверхностей контактирующих металлов. Сплавы, подобно нержавеющим сталям, которые в морской воде могут находиться как в активном, так и в пассивном состоянии, оказывают различное влияние. Будучи в пассивном состоянии, они усиливают коррозию менее благородных металлов, таких как алюминий, сталь и медные сплавы. Если же они находятся в активном состоянии, то претерпевают сами сильную коррозию при контакте с материалами, обладающими более положительным, чем они сами в активном состоянии, потенциалом (медные сплавы, титан, хастеллой и т. д.). В связи с этим наблюдается часто при развитии питтинговой коррозии сильная коррозия нержавеющих сталей при контакте их с более благородными металлами. При контакте нержавеющих сталей с такими неблагородными металлами, как малоуглеродистая сталь, цинк, алюминий, потенциал которых отрицательнее потенциала нержавеющих сталей в активном состоянии, последние электрохимически защищаются. Аналогичным образом можно добиться защиты от общей и точечной коррозии и менее легированных сталей. В частности, сообщается, что крыльчатки из хромистой стали Х13 обнаруживают высокую стойкость в насосах с чугунными корпусами при перекачке морской воды. [c.171]

Поскольку требовалось не допустить загрязнения питательной воды продуктами коррозии, в качестве материала для анода с наложением тока от защитной установки приняли частично платинированный титан. Для контроля и регулирования потенциала в резервуаре уста- [c.383]

Стандартный электродный потенциал для реакции ионизации титана с образованием трехвалентных ионов (что более характерно для активного растворения титана в большинстве условий) равен —1,21 В. Это значение гораздо более отрицательно, чем потенциалы ионизации таких металлов как железо или цинк, что указывает на большую термодинамическую нестабильность титана по сравнению с этими металлами. Тем не менее, титан коррозионно более стоек, чем железо или цинк. Это зависит в первую очередь от большой склонности титана к пассивации. Стационарные потенциалы коррозии титана и его сплавов обычно [c.241]

При обычных температурах титан и его сплавы совершенно не подверженны питтинговой коррозии в морских средах. Как правило, потенциалы титановых сплавов в солевых растворах при комнатной температуре оказываются гораздо выше случайных значений потенциала коррозии. Питтинг, однако, может возникнуть в результате протекания анодного тока. [c.127]

Необходимо указать на некоторые особенности пассивации титана и сплавов Т1—Рс1. В работе [80], а также [81,82] было в последнее время установлено, что в кислых растворах, находящихся в атмосфере инертного газа аргона или азота, а также при непрерывном обновлении коррозионного раствора нли при очень большо.м его объеме на единицу поверхности титан, а также сплавы Т1—0,2 Рс1 пассивируются хуже. Это можно проиллюстрировать экспериментальными данными, полученными ранее [80]. Из рис. 23 видно, что при ограниченном объеме раствора на сплаве Т1—0,2 Рс1 в кипящей 5%-ной НС1 устанавливается более положительный потенциал (сплав пассивируется), в то время как в большом объеме коррозионного раствора устанавливается отрицательный потенциал сплав остается активным и в этом состоянии имеет достаточно высокую скорость коррозионного процесса. Это хорошо видно на кривых (рис. 24) зависимости скорости коррозии от объема раствора и зависимости кинетики коррозии от обновления раствора. Аналогичное затруднение пассивации титановых сплавов наблюдалось также при переходе от воздушной ат- [c.51]

Потенциал пробоя (потенциал питтингообразования) Еь находится в хорошем соответствии с очаговым показателем коррозии (число язвин на 1 см ) и пригоден для исследования влияния различных эксплуатационных факторов на склонность металлов и сплавов к питтинговой коррозии. В табл. 1.4.12. приведены значения iii в 0,1 М Na l при 25 °С. Как видно из таблицы, наименьшей стойкостью к питтинговой коррозии обладает алюминий, наибольшей — титан и хром. [c.62]

Из рис. 2, где представлена зависимость скорО Сти коррозии от потенциала, полученная в 25%-ном растворе соляной кислоты при 100° С на сплавах титан — молибден, видно, что на кривых имеются две области растворения сплавов. Такая форма потенцио статических кривых типична для сплавов системы титан — молибден, снятых в растворах всех неокислительных кислот. В области отрицательных значений потенциалов растворение сплавов связано с неустойчивостью титана, а в области положительных значений — неустойчивостью молибдена. [c.68]

Коррозионный потенциал в щели лежит в пределах О,1-0,2 В и близок к потенциалу в деаэрированнсш растворе.Разблагоражива-ние потенциала коррозии в щели связано с облегчением кинетики электрохимических реакций. На рисунке наблвдается смещение поляризационной кривой 2 в сторону отрицательных потенциалов и повышение величины предельного диффузионного анодного и катодного тока. Так как концентрация кислорода в щели быстро понижается до 0,07 ыг/л [5], повышение эффективности катодного процесса связано, вероятно, с участием в нем катодной деполяризации титанил-ионов [б]. Растворимость титанил-ионов на несколько порядков выше чем кислорода й при накоплении их в ограниченном объеме раствора в щели они могут поддерживать гораздо большие плотности тока катодной деполяризации. [c.63]

При наличии в электролите активирующих агентов, например хлорид-ионов, при определенном значении потенциала фпит пассивное состояние нарушается, процесс анодного растворения ускоряется. Объясняется это тем, что по мере смещения потенциала в положительную сторону усиливается адсорбция хлорид-ионов. Поскольку степень покрытия поверхности кислородом неодинакова, в местах, где имеются дефекты в структуре окисной пленки, начинают преимущественно адсорбироваться хлорид-ионы, и вместо пассивирующего окисла образуется галогенид, обладающий хорошей растворимостью. Начинается питтинговая коррозия. Этому виду коррозии особенно подвержены нержавеющие стали и другие пассивирующиеся сплавы алюминий, титан, цирконий. [c.14]

На рис. 120 представлены изменения во времени потенциала коррозии в 20 %-ной Н2504 при 100°С образцов Т1, имплантированных различными количествами Ф внедренного палладия (от 10 до 5-10 Р(1- -/см, что соответствует от 10 до 90 усредненных атомных слоев палладия), энергиями пучка 40 и 90 кэВ (табл. 33). Неимплантированный титан в данных условиях имеет потенциал коррозии Ец около —0,44 В, т. е. находится в активной области и сильно корродирует. На образцах титана, имплантированных палладием, устанавливается потенциал, более положительный, чем потенциал полной пассивации титана, что соответствует его пассивному состоянию и высокой коррозионной стойкости. Только на образцах титана с минимальным количеством внедренного палладия (10 Рс1+/см2 при 40 кэВ, что соответствует в среднем около 10 монослоям палладия) после 10 ч испытания наблюдалось появление пиков периодической активации и некоторое снижение коррозионной стойкости. Все остальные имплантированные образцы были устойчиво пассивны и коррозионностойки. [c.331]

Титан является термодинамически очень активным металлом. Его равновесный электрохимический потенциал равен —1,63 В. Характерной особенностью титана является высокая склонность к пассивации в окислительных и нейтральных средах. Вследствие этого-его стационарный потенциал в ряде сред (например, в морской воде) положительнее потенциалов конструкционных материалов, т. е. для титана не опасна контактная коррозия. Как указывалось в гл. 2, титан обладает высокой стойкостью в растворах, содерл<аших ионы хлора, в окислительных кислотах, в нейтральных средах, в щелочах средних концентраций (до 20%). Титан неустойчив в смеси плавиковой кислоты с азотной, а также в неокисляющих кислотах при повышенной температуре, в расплавленных солях. [c.76]

Никель обычно осаждается из смешанных растворов сульфата и хлорида никеля с использованием растворимых анодов. Величина стационарного потенциала коррозии чистых никелевых анодов показывает, что без наложения тока они находятся в ванне в пассивном состоянии, в то время как в работающей вание такие аноды под действием хлоридов корродируют с образованием питтингов (рпс, 6.3), Во всех растворах сульфатов никелевые аноды на, одятся в пассивном состоянии и нерастворимы. Растворению способствуют добавки к никелю небольших количеств серы или углерода, которые вызывают нарушение пассивности (деполяризованные аноды). На никелевых анодах образуются мелкие частицы анодного шлама . Основную. массу этого шлама можно собрать с помощью анодных частиц корзин (чехлов) из тонкосплетенной ткани, а для удаления остальных необходимо проводить непрерывную фильтрацию раствора, В противном случае коррозионная стойкость полученного покрытия резко ухудшается. Никель можно использовать также в виде мелких кусочков (крошка), помещенных в корзины, изготовленные из титановой сетки. Титан в этих условиях находится в пассивном состоянии и его поверхность надежно изолирована от протекания анодного тока. В то же время электроны, образующиеся при растворении никеля, способны переходить через контакт типа металл — полупроводник с корзиной во внешнюю цепь . Анод- [c.336]

Интенсивность корозии титана в соляной кислоте можно уменьшить добавкой в раствор замедлителей коррозии— окислителей (азотная кислота, хромовая, К2СГ2О7, КМПО4, П2О2, О2 и др.), а также солей некоторых металлов (меди, железа, платины и др.). При этом потенциал новой системы титан— раствор приобретает более положительное значение. В таком окисле, как ТЮг, число дефектов решетки на границе окисел — газ настолько мало, что достаточно незначительного количества кислорода, чтобы их ликвидировать. Вновь появляющиеся в процессе растворения дефекты благодаря присутствию кислорода будут устраняться, т. е. процесс пассивации будет преобладать над процессом растворения титана. [c.282]

При обычных температурах титан и его сплавы не подвержены питтинговой коррозии в морской воде, так как потенциал питтинговой коррозии титана находится значительно положительнее (-f 9,0 В) стационарного потенциала ( 0,0 В). [c.199]

В качестве материалов для инертных анодов употребляется платина и нержавеющая сталь, на которых происходит анодное выделение кислорода. Используются также угольные аноды, в том числе графит и агломераты из углеродистых материалов, однако они имеют тенденцию расходоваться в процессе химического образования СОг- Платина употребляетсй в морской воде в виде весьма тонкого электроосажденного слоя на титане. При приложении анодного тока извне титан разрушался бы коррозией, однако наличие платины смещает его потенциал в область пассивного состояния (см. разД. 2.8). В результате полуиается достаточно стойкий анод с большой платиновой поверхностью.. [c.131]

По точкам пересечения ь 2, з анодной кривой титана с катодными кривыми можно видеть, что во времени скорость коррозии будет сначала возрастать (переход от тока коррозии 1 к 2), однако при дальнейшем увеличении накопления палладия и возрастании катодной эффективности, катодная кривая ЕнКз будет пересекать анодную кривую Ец А в пассивной области (ток /3), Это будет соответствовать резкому облагораживанию потенциала и переходу сплава в устойчивое пассивное состояние, причем титан может переходить в раствор из пассивного состояния лишь с очень незначительной скоростью (г з). [c.75]

Если металл в щели находится в активном состоянии и коррозия протекает в области кислородной деполяризации, то уменьшение концентрации окислителя приведет к понижению скорости коррозии. При определении кислорода в щели было установлено, что падение его концентрации зависит от конфигурации, времени и природы соприкасающихся металлов [54]. Средняя концентрация кислорода снилсается в начале опыта быстро, а затем медленнее и тем сильнее, чем уже щель (рис. 22). Сдвиг потенциала сплава при понижении концентрации кислорода в щели в отрицательную сторону приводит к увеличению скорости растворения только в случае активации пассивного состояния. Например, как показало снятие кривых для титана (рис. 23), в растворах МаС1 при pH=0,95, даже при отрицательных потенциалах, титан находится в пассивном состоянии. Петля активного растворения, свидетельствующая о возможности активации металла, обнаруживается только при значении pH=0,5 и ниже [56]. Аналогичные данные были получены для нержавеющих сталей в морской воде [54]. Было показано, что при уменьшении концентрации кислорода в зазоре (до 0,07 мг/л) происходит сильное смещение потенциала стали 12X13 в отрицательную сторону (до —0,45 В), а скорость коррозии стали изменяется мало 0,044 и 0,088 мг/(см2-сут) соответственно. При уменьшении pH раствора до 2,3 и ниже (подкисление добавкой НС1) наблюдается сильное увеличение скорости коррозии— до 35 мг/(см2-сут) при pH =1,6. [c.84]

Титан и его сплавы [2 41, с. 68 57, с. 2613, с. 2231]. Несмотря на высокую коррозионную стойкость титана и его сплавов в нейтральных растворах, отмечены случаи интенсивной коррозии титана в щелях при работе в горячих концентрированных растворах хлоридов магния и аммония, в растворах хлорида натрия и в морской воде, во влажном хлоре. Было показано, что титан и его сплавы (ВТ1, ВТ4, 0Т4) подвергались щелевой коррозии в море в случае обрастания (местное разрушение под обрастателями иногда достигало 0,1 мм за два года испытания). Щелевая коррозия титана возможна также в слабокислых растворах, так как известно, что потенциал титана в отсутствие кислорода в таких растворах разблагораживается и это может привести к активации титана. [c.87]

Катодное модифицирование гальваническим осаждением палладия. На рис. 117 приведены кривые установления потенциалов коррозии в 20 7о-ной Н2504 при ЮОХ на титане и на титане с поверхностью, модифицированной различным количеством палладия. Потенциал исходного титана устанавливается в отрицательной области, что соответствует активному состоянию и быстрому раствррению образца. Наоборот, все катодно модифицированные образцы титана имеют стационарный потенциал в положительной области (положительнее потенциала полной пассивации), что соответствует самопассивации образцов и их высокой коррози- [c.327]

Pd на oi ). С исследуемого электрода при помощи осциллографа снимались анодные кривые заряжения (в растворе 10%-ной НС1 20° С), когда палладий анодно растворяется, а основной металл (титан или нержавеющая сталь) находится в пассивном состоЯ Нии. Определение палладия проводилось по величине задержки потенциала , соответствующей количеству электричества, идущего на ра створение палладия. Как видно из рис. 12, величина площадки при потенциале растворения палладия ( + 0,55 в) была примерно пропорциональной времени (5, 10, 20, 30 и 60 мин.) предварительной коррозии сплава Ti — 0,86% Pd в 40%-ной серной кислоте (100° С). Это указы- [c.37]