钛管的耐腐蚀性能原理是什么_

钛管的耐腐蚀性能原理是什么?

钛是一个非常耐腐蚀的金属。然而钛的热力学数据表明，钛属于热力学及不稳定的金属。如果钛能够溶解生产Ti2+的话其标准电极电位很负(-1.63V)，其表面总是覆盖一层纯钛的氧化膜。这样就使钛的稳定电位稳定的偏向正值，例如钛在25℃的海水中稳定电位约为+0.09V。

钛的电极反应的电位数表明，其表面十分活泼，通常覆盖着一层氧化膜，这层膜是在空气中自然生产的，正是这层稳定、附着性强、保护性强的氧化膜，决定了钛的优异的耐腐蚀性能。理论上讲，具有保护性的氧化膜的Pilling/Bedwoth比值必须大于1。如果小于1则氧化膜不能完全覆盖金属表面，起不到保护作用。钛的P/B比值随着氧化膜的成分和结构不同，处于1-2.5之间。

钛的表面暴露在大气或水溶液中，立即回生成新的氧化膜。例如在室温大气中氧化膜的后代约为1.2-1.6nm，并随着时间的延长而增厚。70天之后自然曾厚道5 nm，545天以后逐渐增加到8-9 nm。人为强化氧化条件(例如加热、采用氧化剂或阳极氧化等)可以加速表面氧化膜的生长并得到较厚的氧化膜，都会明显提高钛的耐腐蚀性。

钛的氧化膜(包括热氧化膜或阳极氧化膜)通常不是单一的结构，其氧化物的成分和结构随生成条件而变化。一般情形下，在氧化膜与环境的界面可能是TiO2,然而在氧化膜与金属界面可能是TiO为主。中间可能存在不同价态的过渡层，甚至是非化学当量的氧化物，这就表示钛的氧化膜从在着多层结构。至于这层氧化膜生成的过程，也不能理解为钛与氧直接反应的结果。