Titanium adalah logam yang sangat tahan korosi. Namun, data termodinamika titanium menunjukkan bahwa titanium adalah logam yang sangat tidak stabil. Jika titanium dapat dilarutkan untuk membentuk Ti2+, potensi elektroda standarnya sangat rendah (-1,63V), dan permukaannya selalu ditutupi dengan film oksida...
Titanium adalah logam yang sangat tahan korosi. Namun, data termodinamika titanium menunjukkan bahwa titanium adalah logam yang sangat tidak stabil. Jika titanium dapat dilarutkan untuk membentuk Ti2+, potensi elektroda standarnya sangat rendah (-1,63V), dan permukaannya selalu ditutupi dengan film oksida. Dengan cara ini, potensi stabil titanium secara stabil bias terhadap nilai positif. Misalnya, potensi stabil titanium dalam air laut pada suhu 25 °C adalah sekitar +0,09V. Dalam buku pegangan kimia dan buku teks, kita dapat memperoleh potensial elektroda standar yang sesuai dengan serangkaian reaksi pada elektroda titanium. Perlu ditunjukkan bahwa, pada kenyataannya, data-data ini tidak diukur secara langsung, tetapi hanya dapat dihitung dari data termodinamika, dan karena sumber data yang berbeda, mungkin tidak mungkin untuk mewakili beberapa reaksi elektroda yang berbeda dan data yang berbeda pada saat yang sama. Aneh.
Data potensial elektroda dari reaksi elektroda titanium menunjukkan bahwa permukaannya sangat aktif dan biasanya selalu ditutupi dengan film oksida yang terjadi secara alami di udara. Oleh karena itu, ketahanan korosi titanium yang sangat baik berasal dari keberadaan film oksida yang stabil dengan daya rekat yang kuat dan perlindungan yang baik pada permukaan titanium. Bahkan, stabilitas film oksida alami ini menentukan stabilitas film titanium oksida. ketahanan korosi. Secara teoritis, rasio P/B dari film oksida pelindung harus lebih besar dari 1. Jika kurang dari 1, film oksida tidak dapat sepenuhnya menutupi permukaan logam, sehingga tidak mungkin untuk memainkan peran pelindung. Jika rasio ini terlalu besar, tegangan tekan dalam film oksida akan meningkat sesuai dengan itu, yang akan dengan mudah menyebabkan pecahnya film oksida, dan tidak akan memainkan peran perlindungan. Rasio P/B titanium bervariasi dengan komposisi dan struktur film oksida, dan antara 1 dan 2,5. Dari sudut pandang dasar ini, film oksida titanium dapat memiliki sifat pelindung yang lebih baik.
Ketika permukaan titanium terkena atmosfer atau larutan berair, film oksida baru akan segera terbentuk secara otomatis. Misalnya, ketebalan film oksida di atmosfer pada suhu kamar sekitar 1,2-1,6nm, dan akan menebal seiring waktu, dan secara alami akan meningkat setelah 70 hari. Ketebalan menjadi 5nm, secara bertahap meningkat menjadi 8-9nm setelah 545 hari. Kondisi oksidasi yang ditingkatkan secara artifisial (seperti pemanasan, menggunakan oksidan atau anodisasi, dll.) dapat mempercepat pertumbuhan film oksida pada permukaan titanium dan mendapatkan film oksida yang relatif tebal, sehingga meningkatkan ketahanan korosi titanium. Oleh karena itu, film oksida yang dibentuk oleh oksidasi anodik dan oksidasi termal akan secara signifikan meningkatkan ketahanan korosi titanium.
Film titanium oksida (termasuk film oksida termal atau film oksida anodik) biasanya bukan struktur tunggal, dan komposisi serta struktur oksida bervariasi dengan kondisi pembentukan. Secara umum, antarmuka antara film oksida dan lingkungan mungkin TiO2, tetapi antarmuka antara film oksida dan logam mungkin didominasi oleh TiO. Di tengah, mungkin ada lapisan transisi dengan keadaan valensi yang berbeda, atau bahkan oksida non-stoikiometri, yang berarti bahwa film titanium oksida memiliki struktur multi-layer. Adapun proses pembentukan film oksida ini, tidak dapat hanya dipahami sebagai reaksi langsung antara titanium dan oksigen (atau oksigen di udara). Banyak peneliti telah mengusulkan berbagai mekanisme. Pekerja di bekas Uni Soviet percaya bahwa hidrida pertama kali dihasilkan, dan kemudian sebuah film oksida terbentuk pada hidrida.
