Титанијум и гасови

Титанијум је хемијски стабилан на већину течности и чврстих материја, чак је отпоран на корозију царске воде, али показује посебну хемијску активност према гасовима. Може да реагује са различитим гасовима и остане стабилан у одређеним атмосферама. Интеракција између титанијума и гасова директно одређује његову припрему, обраду, контролу квалитета и границе инжењерске примене. То је кључно питање у разумевању својставатитанијумски материјали.

Кисеоник је најчешћи и најутицајнији гас за титанијум, а њихова интеракција се одвија кроз припрему, прераду и примену титанијума. На собној температури, на површини титанијума се брзо формира густ нано-филм титанијум диоксид оксида, формирајући природни заштитни слој који блокира корозивне медије и даје одличну биокомпатибилност. Филм може да се-самопоправи у аеробном окружењу након оштећења, што је кључ за отпорност титанијума на корозију и употребљивост у људском телу и влажним срединама.

Реакција се интензивира како температура расте: оксидни филм почиње да се згушњава изнад 400 степени, а реакција постаје бурна или чак може доћи до сагоревања изнад 600 степени. Оксидација на високим{3}}има је и ризик који треба строго контролисати током обраде и начин припреме стабилних оксидних слојева кроз термичку оксидацију, што значајно побољшава отпорност на хабање и корозију титанијума. Топљење титанијума мора да се обавља под заштитом инертног гаса како би се избегла оксидација која утиче на чистоћу материјала.

Интеракција између титанијума и азота је такође стабилна на ниским температурама и насилна на високим температурама. Они у основи не реагују на собној температури, али реагују бурно и формирају титанијум нитрид (ТиН) високе тврдоће и отпорности на хабање на 800–1000 степени.

Титанијум нитрид је златно жуте боје, комбинујући практичност и декоративност, и често се користи као премаз за делове за продужење радног века и побољшање естетике. Третман титанијума нитрирањем захтева строгу контролу чистоће атмосфере-кисеоник формира оксидни филм који омета реакцију, што доводи до лабавих нитрираних слојева са лошом адхезију. Азот високе{3}}чистоће се генерално користи са запечаћеном опремом да би се смањиле сметње од нечистоћа као што су кисеоник и водена пара.

Интеракција између водоника и титанијума је мач са две оштрице{0}, са практичном вредношћу и безбедносним ризицима. Титан има ниску растворљивост водоника на собној температури, али се растворљивост значајно повећава са загревањем, а водоник продире у решетку и формира титанијум хидриде.

Водоник се може користити као редукционо средство у припреми за побољшање чистоће и стабилности титанијума; међутим, прекомерна апсорпција водоника током рада узрокује кртост водоника, смањујући жилавост материјала, повећавајући ломљивост и лако доводи до пуцања и квара. Овај проблем је посебно критичан у сценаријима нуклеарне енергије као што су резервоари за складиштење нуклеарног отпада-титанијум је склон апсорпцији водоника и кртости у окружењима-без кисеоника, на високим{{3}температурама и-окружењима са високим стресом. Инхибирање дифузије водоника и крхкости водоника је кључни изазов за његове примене у нуклеарној енергији.

Постојеће студије су показале да технологије као што је динамичка пластична деформација могу побољшати чврстоћу титанијума и ометати дифузију водоника и формирање хидрида, пружајући нови правац за побољшање перформанси његове услуге.

Осим кисеоника, азота и водоника, титанијум може да реагује са различитим гасовима као што су угљен-диоксид, водена пара и метан. На високим температурама, титан реагује са воденом паром и формира титанијум диоксид и водоник, погоршавајући водоничну кртост; реакција са метаном може да формира титанијум карбид, што утиче на његове механичке особине.

Инертни гасови, аргон су хемијски стабилни и не реагују са титанијумом, тако да се обично користе као заштитни гасови током топљења титанијума, вруће обраде и заваривања како би се изоловао ваздух и спречила оксидација и нитридација. У процесима као што је високо{1}}вруће пресовање на високим температурама, потребан је аргон високе{2}} чистоће да би се створила инертна средина како би се спречило да нечистоће у гасовима отежу титанијум и смањиле жилавост да би се обезбедиле стабилне особине материјала.

Баоји Руиханг, произвођач производа од титанијума и-обојених метала, специјализован је за истраживање и развој, производњу и продају. Стручни сервисни тим је спреман за ваш упит. За више детаља, не оклевајте да нас контактирате путем е-поште:Sam.Rui@bjrh-titanium.com.