شركة باوجى يبيت لتكنولوجيا المواد الجديدة المحدودة

تحليل مقاومة التآكل للتيتانيوم في أوساط مختلفة

Dec 27, 2024

ترك رسالة

بشكل عام، مقاومة التآكل للتيتانيوم جيدة نسبيًا في وسط مؤكسد مثل حمض النيتريك وحمض الكروميك وحمض الهيبوكلوروس وحمض البيركلوريك. في هذه الوسائط، يمكن أن يشكل التيتانيوم طبقة من فيلم الأكسدة المضغوط الذي يمكن أن يمنع المزيد من التآكل بشكل فعال. ومع ذلك، في الحمض المخفض مثل محلول حمض الكبريتيك المخفف وحمض الهيدروكلوريك وما إلى ذلك، بسبب التدمير السلبي لفيلم الأكسدة، تكون سرعة تآكل التيتانيوم سريعة وسيتم تسريعها وفقًا لزيادة درجة الحرارة والتركيز.

 

في الحمض المخفض، إضافة الملح المعدني الثقيل يمكن أن يلعب دورًا واضحًا في تثبيط التآكل. على سبيل المثال، سبائك البلاديوم التيتانيوم وسبائك الموليبدينوم والنيكل والتيتانيوم، عن طريق إضافة عناصر معدنية ثقيلة معينة، سيكون لها تحسن كبير في مقاومة التآكل مقارنة بالتيتانيوم النقي. ونتيجة لذلك، يمكن لهذه السبائك أن يكون لها أداء جيد في بيئة التآكل المحددة.

 

يعد التيتانيوم أحد أفضل المواد المعدنية لمعدات التسخين بمحلول حمض النيتريك. عند تعرضه لحمض النيتريك بنسبة 60% عند درجة حرارة 193 درجة تقريبًا، لم يتم العثور على تآكل واضح للمبادل الحراري المصنوع من التيتانيوم بعد استخدامه لسنوات عديدة. حتى في غليان 40% و68% من حمض النيتريك، قد تكون سرعة تآكل التيتانيوم سريعة، ولكن بعد فترة قصيرة، يمكن استعادة سلبية التيتانيوم بسرعة وستنخفض سرعة التآكل بشكل واضح. قد يكون مرتبطًا بتثبيط التآكل الناتج عن أيونات التيتانيوم في عملية التآكل.

في حمض النيتريك عند درجة حرارة عالية، تعتمد مقاومة تآكل التيتانيوم على نقاء حمض النيتريك. عندما يتراوح تركيز حمض النيتريك بين 20% و60%، فمن المحتمل أن تكون ظاهرة التآكل واضحة. ومع ذلك، حتى في تركيز النيتريك مع أيونات المعادن النزرة مثل Si وCr وFe وTi، يمكن لهذه الأيونات أن تلعب دورًا في تقليل تآكل التيتانيوم. بالمقارنة مع الفولاذ المقاوم للصدأ، يُظهر التيتانيوم مقاومة أكبر للتآكل في محاليل حمض النيتريك عند درجات الحرارة العالية. علاوة على ذلك، فإن منتج تآكل التيتانيوم (Ti4+) في حد ذاته يعد مثبطًا مثاليًا لتآكل حمض النيتريك.

 

في حمض الكبريتيك الذي يتم تهويته بالهواء في درجة حرارة الغرفة، يمكن للتيتانيوم النقي أن يتحمل محلول حمض الكبريتيك أقل من 5٪ فقط. مع انخفاض درجة الحرارة، سيتم تحسين تركيز محلول حامض الكبريتيك الذي يمكن أن يتحمله التيتانيوم. ومع ذلك، عندما ترتفع درجة الحرارة إلى غليان المحلول، يظل التيتانيوم قابلاً للتآكل حتى لو انخفض تركيز محلول حمض الكبريتيك إلى 0.5%. عند نفس درجة الحرارة، إذا تم تهويتها بالنيتروجين، تكون سرعة تآكل التيتانيوم أسرع من الهواء. قاعدة التآكل هذه هي نفسها في الأساس في الأحماض غير العضوية المختزلة الأخرى.

 

في درجة حرارة الغرفة، التيتانيوم النقي قادر على تحمل حمض الهيدروكلوريك أقل من 7٪. ومع ذلك، فإن مقاومتها للتآكل ستنخفض بشكل واضح مع زيادة درجة الحرارة. على النقيض من ذلك، يمكن لسبائك الموليبدينوم والنيكل والتيتانيوم أن تتحمل محلول حمض الهيدروكلوريك بنسبة 9%، ويمكن لسبائك البلاديوم التيتانيوم أن تتحمل ما يصل إلى 27% من حمض الهيدروكلوريك. يمكن أن تؤدي إضافة أيونات المعادن الثقيلة عالية التكافؤ (مثل الحديد والنيكل والنحاس والموليبدينوم، وما إلى ذلك) إلى تحسين مقاومة التآكل للتيتانيوم بشكل كبير وهو أحد الأسباب التي تجعل التيتانيوم يمكن تطبيقه بنجاح على نظام حمض الهيدروكلوريك في صناعة المعادن الهيدرولوجية.

 

علاوة على ذلك، في درجة حرارة الغرفة، يمكن للتيتانيوم النقي أن يتحمل أقل من 30% من محلول حمض الفوسفوريك. ومع ذلك، فإن تركيز حمض الفوسفوريك الذي يمكن أن يتحمله سينخفض ​​تدريجياً. عندما تصل درجة الحرارة إلى 100 درجة، يمكن الحفاظ على تركيز حمض الفوسفوريك فقط عند حوالي 2%، ولكن عندما تصل درجة الحرارة إلى حالة الغليان، لا يمكن تسريع تآكل التيتانيوم.

 

في الختام، فإن مقاومة التآكل للتيتانيوم في وسط مختلف سيكون لها اختلاف كبير بسبب خصائصه الكيميائية الخاصة وطرق صناعة السبائك. في التطبيق العملي، يجب اختيار مواد التيتانيوم المناسبة لتلبية متطلبات الاستخدام وفقًا لبيئة ومتطلبات التآكل المحددة.

 

2