Titanas ir dujos

Titanas yra chemiškai stabilus daugumai skysčių ir kietų medžiagų, net atsparus vandens regio korozijai, tačiau pasižymi ypatingu cheminiu aktyvumu dujoms. Jis gali reaguoti su įvairiomis dujomis ir išlikti stabilus tam tikroje atmosferoje. Titano ir dujų sąveika tiesiogiai lemia jo paruošimo, apdorojimo, kokybės kontrolės ir inžinerinio panaudojimo ribas. Tai yra esminis dalykas norint suprasti jo savybestitano medžiagos.

Deguonis yra labiausiai paplitusios ir įtakingiausios titano dujos, o jų sąveika vyksta ruošiant, apdorojant ir naudojant titaną. Kambario temperatūroje ant titano paviršiaus greitai susidaro tanki nano-masto titano dioksido oksido plėvelė, kuri sudaro natūralų apsauginį sluoksnį, kuris blokuoja ėsdinančią terpę ir suteikia puikų biologinį suderinamumą. Plėvelė gali savaime-pataisyti aerobinėje aplinkoje po pažeidimo, o tai yra raktas į titano atsparumą korozijai ir tinkamumą naudoti žmogaus organizme bei drėgnoje aplinkoje.

Reakcija sustiprėja kylant temperatūrai: oksido plėvelė pradeda tirštėti virš 400 laipsnių, o reakcija tampa audringa arba net degimas gali įvykti aukštesnėje nei 600 laipsnių temperatūroje. Aukštos -temperatūrinės oksidacijos rizika yra griežtai kontroliuojama apdorojimo metu ir būdas paruošti stabilius oksido sluoksnius termiškai oksiduojant, o tai žymiai pagerina titano atsparumą dilimui ir korozijai. Titano lydymas turi būti atliekamas naudojant inertines dujas, kad būtų išvengta oksidacijos, turinčios įtakos medžiagos grynumui.

Titano ir azoto sąveika taip pat yra stabili esant žemai temperatūrai ir žiauri aukštoje temperatūroje. Jie iš esmės nereaguoja kambario temperatūroje, bet smarkiai reaguoja, sudarydami titano nitridą (TiN), kurio kietumas ir atsparumas dilimui 800–1000 laipsnių temperatūroje.

Titano nitridas yra aukso geltonumo, derinantis praktiškumą ir dekoratyvumą, dažnai naudojamas kaip dalių danga, siekiant pailginti tarnavimo laiką ir pagerinti estetiką. Apdorojant titaną azotavimu, būtina griežtai kontroliuoti atmosferos grynumą-deguonis sudaro oksido plėvelę, kuri trukdo reakcijai, todėl susidaro laisvi nitriduoti sluoksniai, kurių sukibimas prastas. Didelio -grynumo azotas paprastai naudojamas sandarioje įrangoje, siekiant sumažinti priemaišų, tokių kaip deguonis ir vandens garai, trukdžius.

Vandenilio ir titano sąveika yra dviašmenis kalavijas-, turintis tiek praktinę vertę, tiek pavojų saugai. Titanas mažai tirpsta vandenilyje kambario temperatūroje, tačiau kaitinant tirpumas žymiai padidėja, o vandenilis prasiskverbia į gardelę, sudarydamas titano hidridus.

Vandenilis gali būti naudojamas kaip reduktorius ruošiant pagerinti titano grynumą ir stabilumą; tačiau per didelis vandenilio sugėrimas eksploatacijos metu sukelia vandenilio trapumą, mažina medžiagos kietumą, padidina trapumą ir lengvai sukelia įtrūkimus bei gedimus. Ši problema ypač aktuali branduolinės energijos scenarijuose, pvz., branduolinių atliekų saugojimo rezervuaruose-titanas yra linkęs į vandenilio absorbciją ir trapumą -be deguonies, aukštos-temperatūros ir didelio{4}}įtempimo aplinkoje. Vandenilio difuzijos ir vandenilio trapumo slopinimas yra pagrindinis branduolinės energijos panaudojimo iššūkis.

Esami tyrimai parodė, kad tokios technologijos kaip dinaminė plastinė deformacija gali padidinti titano stiprumą ir trukdyti vandenilio difuzijai bei hidrido susidarymui, o tai suteikia naują kryptį, kaip pagerinti jo eksploatacines savybes.

Išskyrus deguonį, azotą ir vandenilį, titanas gali reaguoti su įvairiomis dujomis, tokiomis kaip anglies dioksidas, vandens garai ir metanas. Esant aukštai temperatūrai, titanas reaguoja su vandens garais, sudarydamas titano dioksidą ir vandenilį, padidindamas vandenilio trapumą; Reakcija su metanu gali susidaryti titano karbidas, turintis įtakos jo mechaninėms savybėms.

Inertinės dujos, argonas yra chemiškai stabilios ir nereaguoja su titanu, todėl jos dažniausiai naudojamos kaip apsauginės dujos titano lydant, karštuoju būdu apdirbant ir suvirinant, siekiant izoliuoti orą ir užkirsti kelią oksidacijai bei nitridacijai. Atliekant tokius procesus kaip karštasis presavimas aukštoje -temperatūroje, reikalingas didelio-grynumo argonas, kad būtų sukurta inertiška aplinka, kad priemaišos dujos nesuardytų titano ir sumažintų kietumą, kad būtų užtikrintos stabilios medžiagos savybės.

„Baoji Ruihang“, titano ir spalvotųjų metalų gaminių{0}}gamintojas, specializuojasi tyrimų ir plėtros, gamybos ir pardavimo srityse. Profesionali paslaugų komanda laukia jūsų užklausos. Norėdami gauti daugiau informacijos, nedvejodami susisiekite su mumis el. paštu:Sam.Rui@bjrh-titanium.com.