Титан и газове

Титанът е химически стабилен към повечето течности и твърди вещества, дори е устойчив на корозия от царска вода, но показва специална химическа активност към газове. Той може да реагира с различни газове и да остане стабилен при определени атмосфери. Взаимодействието между титан и газове директно определя неговата подготовка, обработка, контрол на качеството и границите на инженерното приложение. Това е основен проблем при разбирането на свойствата натитанови материали.

Кислородът е най-разпространеният и влиятелен газ за титана и тяхното взаимодействие преминава през подготовката, обработката и приложението на титан. При стайна температура върху повърхността на титан бързо се образува плътен нано-мащабен филм от титанов диоксид, образувайки естествен защитен слой, който блокира корозивната среда и осигурява отлична биосъвместимост. Фолиото може да се само-възстановява в аеробна среда след повреда, което е ключът към устойчивостта на корозия на титана и неговата използваемост в човешкото тяло и във влажна среда.

Реакцията се засилва с повишаване на температурата: оксидният филм започва да се удебелява над 400 градуса и реакцията става бурна или дори може да възникне изгаряне над 600 градуса. Високо{3}}температурното окисляване е както риск, който трябва да бъде строго контролиран по време на обработката, така и начин за получаване на стабилни оксидни слоеве чрез термично окисление, което значително подобрява износоустойчивостта и устойчивостта на корозия на титана. Топенето на титан трябва да се извършва под защитата на инертен газ, за ​​да се избегне окисляването, което засяга чистотата на материала.

Взаимодействието между титан и азот също е стабилно при ниски температури и силно при високи температури. Те основно не реагират при стайна температура, но реагират бурно, за да образуват титанов нитрид (TiN) с висока твърдост и устойчивост на износване при 800–1000 градуса.

Титановият нитрид е златистожълт, съчетаващ практичност и декоративност и често се използва като покритие за части за удължаване на експлоатационния живот и подобряване на естетиката. Третирането на титан с азотиране изисква строг контрол на чистотата на атмосферата-кислородът образува оксиден филм, който възпрепятства реакцията, което води до разхлабени азотирани слоеве с лоша адхезия. Азотът с висока -чистота обикновено се използва със запечатано оборудване за намаляване на смущенията от примеси като кислород и водни пари.

Взаимодействието между водород и титан е нож с две-остриета, както с практическа стойност, така и с рискове за безопасността. Титанът има ниска разтворимост на водород при стайна температура, но разтворимостта се увеличава значително при нагряване и водородът прониква в решетката, за да образува титаниеви хидриди.

Водородът може да се използва като редуциращ агент в подготовката за подобряване на чистотата и стабилността на титана; въпреки това прекомерната абсорбция на водород по време на експлоатация причинява водородна крехкост, намаляваща якостта на материала, увеличавайки крехкостта и лесно водеща до напукване и повреда. Този проблем е особено критичен при сценарии за ядрена енергия като резервоари за съхранение на ядрени отпадъци-титанът е склонен към абсорбция на водород и крехкост в среда без-кислород, висока-температура и висок-напрежение. Инхибирането на водородната дифузия и водородната крехкост е основно предизвикателство за неговите приложения в ядрената енергия.

Съществуващите проучвания показват, че технологии като динамична пластична деформация могат да подобрят здравината на титана и да възпрепятстват дифузията на водород и образуването на хидрид, осигурявайки нова посока за подобряване на неговата производителност.

Освен с кислород, азот и водород, титанът може да реагира с различни газове като въглероден диоксид, водна пара и метан. При високи температури титанът реагира с водна пара, за да образува титанов диоксид и водород, което изостря водородната крехкост; реакцията с метан може да образува титанов карбид, което да повлияе на неговите механични свойства.

Инертните газове, аргонът са химически стабилни и не реагират с титан, така че обикновено се използват като защитни газове по време на топене на титан, гореща обработка и заваряване за изолиране на въздуха и предотвратяване на окисляване и азотиране. При процеси като високо-температурно горещо пресоване е необходим аргон с висока-чистота за създаване на инертна среда, за да се предотврати крехкостта на титана от примесни газове и да се намали якостта, за да се осигурят стабилни свойства на материала.

Baoji Ruihang, производител на продукти от титан и -цветни метали, е специализиран в научноизследователска и развойна дейност, производство и продажби. Професионален сервизен екип е готов за вашето запитване. За повече подробности, моля, не се колебайте да се свържете с нас по имейл:Sam.Rui@bjrh-titanium.com.