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钛的点蚀的特征和规律

文章来源:本站 人气:503 次 发表时间:2023-07-19


点蚀是钝化型金属所特有的一种腐蚀形式。钛的抗点蚀性能与不锈钢或铝合金相比较,是十分优秀的。由于钛在高温浓氯化物溶液中应用日益增加,钛制设备的点蚀事例逐渐增多。电解锌中的钛制阳极篮,氯化锌溶液中加热的钛制盘管,175℃、72%氯化钙溶液的钛制球阀都发生过点蚀破坏的事例。一般而论,钛的点蚀比缝隙腐蚀更加困难,缝隙腐蚀通常是以缝隙面上的点蚀形式出现的。

  电化学技术可以测定金属的点蚀电位,从而比较金属的点蚀的倾向。如果点蚀电位超过表面氧化膜的破裂电位,则氧化膜发生点蚀,这应该是一种简单的实验方法,但是不见得是万能的判别试验,只是一个比较试验方法。

  综合国内外的研究和工业实践,钛的点蚀具有以下的特征和规律。

  ①在氯化物或溴化物溶液中,温度升高提高钛的点蚀敏感性。pH 值对于钛抗点蚀的能力实际上影响不大,然而电化学测量表明 pH 值对于点蚀电位的影响比较敏感。实验数据表明,钛在硫酸盐或磷酸盐溶液中的破裂电位非常高,大约在 100V 左右,不至于担心点蚀的问题。而钛在氯化物溶液中的破裂点为 8~10V,溴化物或碘化物溶液可能只有 1V 左右,因此有理由担心钛在卤化物溶液中点蚀的可能性。但是具体判断点蚀的可能性时,还必须依靠点蚀的实际试验,而不是仅仅依靠点蚀电位的比较。

  ②钛中铁含量高的时候,其耐点蚀能力下降,金属钛中的钛铁(Ti-Fe)相,通常是点蚀的成核位置。氯碱工业中使用的氧化钌涂层钛阳极,当杂质铁的含量较高时,由于钛自身的点蚀而使得氧化钌涂层遭到破坏。

  ③表面预处理状态对于点蚀有明显影响。表2-17列出四种表面预处理方法对于点蚀电位的影响,热氧化和阳极氧化的表面,其点蚀电位最高,即点蚀敏感性最小;湿砂纸抛光的表面,点蚀的敏感性最大。在同一种表面预处理的条件下,3级工业纯钛的点蚀电位最高,表明点蚀的敏感性最小。表2-17中三种级别的工业纯钛,其氧的含量分别为:1级是0.0655%,2级是0.0955%,3级是0.2145%。因此钛的氧含量提高可以提高点蚀电位,表示钛的抗点蚀性能得到改善。

  ④表面粗糙,或者用锌、铁、铝、锰或铜摩擦的钛表面,均促进点蚀的发生。某些阴离子(如硫酸根,硝酸根,铬酸根,磷酸根和碳酸根)可以提高钛的抗点蚀性能。

  ⑤点蚀的发生和发展一般有三个阶段:即成核、生长和再钝化。点蚀的成核条件是钛所处的电位高于膜的破裂电位,点蚀电流随时间的增长表明成核之后腐蚀点(孔)的生长情况。但是由于腐蚀孔的总面积并不是固定不变的,所以电流大小不可能作为腐蚀孔生长的定量尺度。再钝化抑制点蚀的发展,在某些情形下点蚀可能停留在第2阶段,第3阶段不一定出现,此时原来的腐蚀孔停止发展,这大致可以由以下情形引起,表面氧化膜的不均匀性消除或改善,腐蚀孔内的电位变动(如孔中电阻增加)而发生钝化,金属表面电位发生变化(如电化学保护)等。


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