Titan și gaze

Titanul este stabil din punct de vedere chimic la majoritatea lichidelor și solidelor, chiar și rezistent la coroziunea acva regia, dar prezintă activitate chimică specială față de gaze. Poate reacționa cu o varietate de gaze și poate rămâne stabil în anumite atmosfere. Interacțiunea dintre titan și gaze determină în mod direct pregătirea, prelucrarea, controlul calității și limitele de aplicare a ingineriei. Este o problemă de bază în înțelegerea proprietățilormateriale de titan.

Oxigenul este cel mai comun și influent gaz pentru titan, iar interacțiunea lor se desfășoară prin prepararea, procesarea și aplicarea titanului. La temperatura camerei, pe suprafața titanului se formează rapid o peliculă densă de dioxid de titan la scară nano-, formând un strat protector natural care blochează mediile corozive și conferă o excelentă biocompatibilitate. Filmul se poate auto-repara într-un mediu aerob după deteriorare, ceea ce este cheia rezistenței la coroziune și a utilizării titanului în corpul uman și în mediile umede.

Reacția se intensifică pe măsură ce temperatura crește: pelicula de oxid începe să se îngroașe peste 400 de grade, iar reacția devine violentă sau chiar arderea poate avea loc peste 600 de grade. Oxidarea la temperatură înaltă-reprezintă atât un risc care trebuie controlat strict în timpul procesării, cât și o modalitate de a pregăti straturi stabile de oxid prin oxidare termică, care îmbunătățește semnificativ rezistența la uzură și la coroziune a titanului. Topirea titanului trebuie efectuată sub protecția gazului inert pentru a evita oxidarea care afectează puritatea materialului.

Interacțiunea dintre titan și azot este, de asemenea, stabilă la temperaturi scăzute și violentă la temperaturi ridicate. Practic, nu reacționează la temperatura camerei, ci reacționează violent pentru a forma nitrură de titan (TiN) cu duritate mare și rezistență la uzură la 800-1000 de grade.

Nitrura de titan este galben auriu, combinând caracterul practic și decorativitatea și este adesea folosită ca acoperire pentru piese pentru a prelungi durata de viață și pentru a îmbunătăți estetica. Tratamentul de nitrurare a titanului necesită un control strict al purității atmosferei-oxigenul formează o peliculă de oxid care împiedică reacția, rezultând straturi de nitrurare libere cu aderență slabă. Azotul de-puritate ridicată este utilizat în general cu echipamente sigilate pentru a reduce interferența de la impurități, cum ar fi oxigenul și vaporii de apă.

Interacțiunea dintre hidrogen și titan este o sabie cu două-tăisuri, cu atât valoare practică, cât și riscuri de siguranță. Titanul are o solubilitate scăzută în hidrogen la temperatura camerei, dar solubilitatea crește semnificativ odată cu încălzirea, iar hidrogenul pătrunde în rețea pentru a forma hidruri de titan.

Hidrogenul poate fi utilizat ca agent reducător în preparare pentru a îmbunătăți puritatea și stabilitatea titanului; cu toate acestea, absorbția excesivă a hidrogenului în timpul funcționării cauzează fragilizarea hidrogenului, reducând duritatea materialului, crescând fragilitatea și conducând cu ușurință la fisurare și defectare. Această problemă este deosebit de critică în scenariile de energie nucleară, cum ar fi rezervoarele de stocare a deșeurilor nucleare-titanul este predispus la absorbția și fragilizarea hidrogenului în medii fără-oxigen, cu temperatură-înaltă și cu stres-înalt. Inhibarea difuziei hidrogenului și a fragilizării hidrogenului este o provocare de bază pentru aplicațiile sale de energie nucleară.

Studiile existente au arătat că tehnologii precum deformarea plastică dinamică pot spori rezistența titanului și pot împiedica difuzia hidrogenului și formarea hidrurii, oferind o nouă direcție pentru îmbunătățirea performanței sale de serviciu.

Cu excepția oxigenului, azotului și hidrogenului, titanul poate reacționa cu diferite gaze precum dioxidul de carbon, vaporii de apă și metanul. La temperaturi ridicate, titanul reacţionează cu vaporii de apă pentru a forma dioxid de titan şi hidrogen, exacerbând fragilizarea hidrogenului; reacția cu metanul poate forma carbură de titan, afectând proprietățile sale mecanice.

Gazele inerte, argonul sunt stabile din punct de vedere chimic și nu reacționează cu titanul, așa că sunt utilizate în mod obișnuit ca gaze protectoare în timpul topirii, lucrului la cald și sudării titanului pentru a izola aerul și a preveni oxidarea și nitrurarea. În procese precum presarea la cald-înaltă la temperatură, este necesar argonul de-puritate ridicată pentru a crea un mediu inert pentru a preveni fragilizarea gazelor impurităților de titan și pentru a reduce duritatea pentru a asigura proprietăți stabile ale materialului.

Baoji Ruihang, un producător de titan și produse din metale neferoase, este specializat în cercetare și dezvoltare, producție și vânzări. O echipă de service profesională vă așteaptă întrebarea. Pentru mai multe detalii, vă rugăm să nu ezitați să ne contactați prin e-mail:Sam.Rui@bjrh-titanium.com.