鈦的電化學(xué)腐蝕基礎(chǔ)

鈦在熱力學(xué)上很活潑的金屬，其平衡電位為－1.63V，接近鋁的平衡電位。但是，在大氣或水溶液中，鈦表面上會立即形成一層保護(hù)很好的氧化膜，使其處于鈍態(tài)，因而使其穩(wěn)定電位（也稱混合電位或腐蝕電位）遠(yuǎn)遠(yuǎn)偏向正值。鈦的腐蝕電位變化與材料本身和環(huán)境有關(guān)，酸液的性質(zhì)，pH值，含氧量，材料的表面狀態(tài)，熱處理?xiàng)l件及合金化都會使其腐蝕電位發(fā) 生變化

與其他金屬一樣，鈦在介質(zhì)中也會產(chǎn)生陰極極化和陽極極化,陰極極化包括活化極化和濃差極化，主要跟被還原物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)、濃度、溫度和擴(kuò)散速度有關(guān)；陽極行為主要受 pH 值、溫度、溶解氧、應(yīng)力、熱處理和合金元素的影響。

鈦的均勻腐蝕

純鈦在氧化性及中性介質(zhì)中具有優(yōu)異的耐蝕性，其均勻腐蝕很輕。例如，在溫度直到沸點(diǎn)的各種濃度的硝酸中，在濕氯氣及氯化鈉、氯酸鹽、次氯酸鹽等氯化物溶液中的腐蝕率都很低，在海水中其腐蝕率約為0.00000076～0.0025mm/a。在沸點(diǎn)以下的低濃度鹽酸、硫酸中，鈦的均勻腐蝕率已明顯提提高，但仍具有一定的耐蝕性。在溫度與濃度較高的還原性酸， 如鹽酸、硫酸、草酸、氫氟酸中，鈦會遭到激烈的腐蝕，均勻腐蝕率高達(dá)2000mm/a；在硝酸－硫酸、鹽酸－硝酸的混合溶液中，在含游離氯的鹽酸中，由于氧化性硝酸及氯的作用，鈦的均勻腐蝕獲得相當(dāng)?shù)母纳啤? 在還原性酸中加入氧化性金屬離子、氧、氧化劑、有機(jī)緩蝕劑也有類似的效果。

鈦對大多數(shù)堿溶液具有良好的耐蝕性能，鈦在室溫氫氧化鋇，氫氧化鈣，氫氧化鎂，氫氧化鈉飽和溶液中完全耐腐蝕，在氫氧化鉀中，鈦也具有良好的耐蝕性。而且，與其他金屬不同，鈦在氫氧化鈉中不會發(fā)生堿脆。 但是，鈦的腐蝕率隨堿溶液的濃度和溫度的升高而增加，因此，不能應(yīng)用于高濃度的氫氧化鈉和氫氧化鉀。

鈦的局部腐蝕

鈦具有較高的抗局部腐蝕破壞的能力，它對晶間腐蝕、應(yīng)力腐蝕、腐蝕疲勞均不敏感，僅在極少的介質(zhì)中出現(xiàn)，而其最突出的優(yōu)點(diǎn)是有相當(dāng)高的抗點(diǎn)蝕破壞性能。

鈦在氯化物、溴化物、碘化物的環(huán)境僅偶爾有點(diǎn)蝕發(fā)生，鈦的點(diǎn)蝕多發(fā)生在高濃度氯化物的沸騰溶液中（42％MgCl2、61％CaCl2、86％ZnCl2、30％BaCl2和NiCl2）以及非水溶液中，例如，僅有少量水的含溴甲醇溶液； 含0.2％HCl的乙醇溶液中，鈦也會發(fā)生點(diǎn)蝕。鈦的點(diǎn)蝕大多是由于浸蝕性鹵素離子的作用引起其表面鈍化膜局部破壞后，向金屬內(nèi)部擴(kuò)展的一種腐蝕形態(tài)，蝕孔直徑比點(diǎn)蝕深度小得多。

點(diǎn)蝕發(fā)展可劃分為三個階段：點(diǎn)蝕形成、生長和再鈍化。影響點(diǎn)蝕電位的因素有介質(zhì)濃度、pH 值、溫度、鈦的合金成分和表面狀態(tài)等。

防止鈦點(diǎn)蝕的措施有以下幾點(diǎn)：

(1) 合理選用鈦材；

(2) 采用酸洗、化學(xué)拋光、高溫真空退火、陽極氧化等處理時要防止鋅、鋁、鐵、錳、銅的污染；

(3) 提高溶液流速；

(4) 保持刀片刃口鋒利，鈍的刀具是熱集結(jié)和磨損的原因，容易導(dǎo)致刀具失效。

(5) 加入緩蝕劑，如硫酸鹽等。