Titāns un gāzes

Titāns ir ķīmiski stabils pret lielāko daļu šķidrumu un cietvielu, pat izturīgs pret Aqua Regia koroziju, bet uzrāda īpašu ķīmisko aktivitāti pret gāzēm. Tas var reaģēt ar dažādām gāzēm un palikt stabils noteiktā atmosfērā. Titāna un gāzu mijiedarbība tieši nosaka tā sagatavošanu, apstrādi, kvalitātes kontroli un inženierijas pielietojuma robežas. Tas ir galvenais jautājums, lai izprastu īpašībastitāna materiāli.

Skābeklis ir visizplatītākā un ietekmīgākā titāna gāze, un to mijiedarbība notiek titāna sagatavošanā, apstrādē un pielietošanā. Istabas temperatūrā uz titāna virsmas ātri veidojas blīva nano-mēroga titāna dioksīda oksīda plēve, veidojot dabisku aizsargkārtu, kas bloķē korozīvu vidi un nodrošina lielisku bioloģisko saderību. Plēve pēc bojājumiem var paš-laboties aerobā vidē, kas ir atslēga uz titāna izturību pret koroziju un lietojamību cilvēka ķermenī un mitrā vidē.

Reakcija pastiprinās, paaugstinoties temperatūrai: oksīda plēve sāk sabiezēt virs 400 grādiem, un reakcija kļūst vardarbīga vai pat degšana var notikt virs 600 grādiem. Augstas -temperatūras oksidēšana ir gan risks, kas ir stingri jākontrolē apstrādes laikā, gan veids, kā termiskās oksidācijas ceļā sagatavot stabilus oksīda slāņus, kas ievērojami uzlabo titāna nodilumizturību un izturību pret koroziju. Titāna kausēšana jāveic inertas gāzes aizsardzībā, lai izvairītos no oksidēšanās, kas ietekmē materiāla tīrību.

Titāna un slāpekļa mijiedarbība ir stabila arī zemā temperatūrā un vardarbīga augstā temperatūrā. Tie būtībā nereaģē istabas temperatūrā, bet reaģē spēcīgi, veidojot titāna nitrīdu (TiN) ar augstu cietību un nodilumizturību 800–1000 grādu temperatūrā.

Titāna nitrīds ir zeltaini dzeltens, apvienojot praktiskumu un dekoratīvumu, un to bieži izmanto kā detaļu pārklājumu, lai pagarinātu kalpošanas laiku un uzlabotu estētiku. Titāna apstrādei ar nitrīdēšanu ir nepieciešama stingra atmosfēras tīrības kontrole. -skābeklis veido oksīda plēvi, kas kavē reakciju, kā rezultātā veidojas vaļīgi nitrēti slāņi ar vāju adhēziju. Augstas-tīrības slāpeklis parasti tiek izmantots ar noslēgtām iekārtām, lai samazinātu piemaisījumu, piemēram, skābekļa un ūdens tvaiku, radītos traucējumus.

Ūdeņraža un titāna mijiedarbība ir abpusēji griezīgs{0}}zobens, kam ir gan praktiska vērtība, gan drošības riski. Titānam ir zema šķīdība ūdeņražā istabas temperatūrā, bet šķīdība ievērojami palielinās karsējot, un ūdeņradis iekļūst režģī, veidojot titāna hidrīdus.

Ūdeņradi var izmantot kā reducētāju, gatavojoties uzlabot titāna tīrību un stabilitāti; tomēr pārmērīga ūdeņraža absorbcija ekspluatācijas laikā izraisa ūdeņraža trauslumu, samazina materiāla stingrību, palielina trauslumu un viegli izraisa plaisāšanu un bojājumus. Šī problēma ir īpaši svarīga kodolenerģijas scenārijos, piemēram, kodolatkritumu uzglabāšanas tvertnes-titāns ir pakļauts ūdeņraža absorbcijai un trauslumam bezskābekļa -augstas-temperatūras un lielas-sprieguma vidēs. Ūdeņraža difūzijas un ūdeņraža trausluma kavēšana ir galvenais izaicinājums tās kodolenerģijas lietojumiem.

Esošie pētījumi ir parādījuši, ka tādas tehnoloģijas kā dinamiskā plastiskā deformācija var uzlabot titāna izturību un kavēt ūdeņraža difūziju un hidrīda veidošanos, nodrošinot jaunu virzienu tā pakalpojumu veiktspējas uzlabošanai.

Izņemot skābekli, slāpekli un ūdeņradi, titāns var reaģēt ar dažādām gāzēm, piemēram, oglekļa dioksīdu, ūdens tvaikiem un metānu. Augstā temperatūrā titāns reaģē ar ūdens tvaikiem, veidojot titāna dioksīdu un ūdeņradi, pastiprinot ūdeņraža trauslumu; Reakcijā ar metānu var veidoties titāna karbīds, kas ietekmē tā mehāniskās īpašības.

Inertās gāzes, argons ir ķīmiski stabilas un nereaģē ar titānu, tāpēc tās parasti izmanto kā aizsarggāzes titāna kausēšanas, karstās apstrādes un metināšanas laikā, lai izolētu gaisu un novērstu oksidēšanos un nitridēšanu. Tādos procesos kā augstas -temperatūras karstā presēšana, augstas-tīrības argons ir nepieciešams, lai radītu inertu vidi, lai novērstu gāzu piemaisījumu trauslumu titānā un samazinātu stingrību, lai nodrošinātu stabilas materiāla īpašības.

Titāna un krāsaino metālu izstrādājumu ražotājs Baoji Ruihang specializējas pētniecībā un attīstībā, ražošanā un pārdošanā. Profesionāla servisa komanda gaida jūsu pieprasījumu. Lai iegūtu sīkāku informāciju, lūdzu, sazinieties ar mums pa e-pastu:Sam.Rui@bjrh-titanium.com.