鈦棒、鈦電極的化學性能
鈦(tai)是(shi)一(yi)個非常耐腐(fu)蝕的(de)(de)(de)(de)金屬(shu)。鈦(tai)的(de)(de)(de)(de)熱力學(xue)數據(ju)表明，鈦(tai)屬(shu)于熱力學(xue)極不穩定的(de)(de)(de)(de)金屬(shu)。如果(guo)鈦(tai)能夠溶解(jie)生(sheng)成Ti2+的(de)(de)(de)(de)話(hua)，其標準(zhun)電極電位負值很(hen)大(da)（-1.63V），其表面(mian)總是(shi)覆蓋一(yi)層鈍態的(de)(de)(de)(de)氧(yang)化膜。這(zhe)樣使鈦(tai)的(de)(de)(de)(de)穩定電位穩定地偏(pian)向正值，例(li)如鈦(tai)在25℃的(de)(de)(de)(de)海水中穩定電位約為+0.09V。在化學(xue)手冊和教科書中，可以得(de)到相應于一(yi)系列反應的(de)(de)標(biao)準(zhun)電(dian)極電(dian)位。值得指出的(de)(de)是，實際上這些數(shu)據(ju)并(bing)不(bu)是直接測定的(de)(de)，而往(wang)往(wang)只能是從熱(re)力學(xue)數(shu)據(ju)計(ji)算得到的(de)(de)，而且由于數(shu)據(ju)來源不(bu)同(tong)，可能同(tong)時(shi)表示的(de)(de)幾個不(bu)同(tong)的(de)(de)電(dian)極反應，出現不(bu)同(tong)的(de)(de)數(shu)據(ju)也是不(bu)奇怪的(de)(de)。
鈦(tai)的(de)(de)電(dian)(dian)極(ji)反(fan)應的(de)(de)電(dian)(dian)極(ji)電(dian)(dian)位數據表(biao)(biao)明其表(biao)(biao)面(mian)十(shi)分活潑(po)，通常(chang)總是覆(fu)蓋著在空氣(qi)中(zhong)自然(ran)生成的(de)(de)氧(yang)化膜(mo)。因此鈦(tai)的(de)(de)優異的(de)(de)耐(nai)(nai)腐蝕性，源于鈦(tai)表(biao)(biao)面(mian)總是會存在一層穩定(ding)的(de)(de)、附著性強的(de)(de)、保護(hu)性特別好的(de)(de)氧(yang)化膜(mo)，實際上就是這一層自然(ran)氧(yang)化膜(mo)的(de)(de)穩定(ding)性決定(ding)了鈦(tai)的(de)(de)耐(nai)(nai)腐蝕性，包括鈦(tai)及鈦(tai)合金的鈦棒、鈦(tai)絲(si)、鈦板(ban)等均(jun)有(you)(you)較強的(de)(de)(de)耐(nai)腐(fu)蝕(shi)(shi)性(xing)(xing)(xing)能，當然各種(zhong)牌(pai)號的(de)(de)(de)耐(nai)腐(fu)蝕(shi)(shi)性(xing)(xing)(xing)是(shi)不同(tong)(tong)的(de)(de)(de)，我們在(zai)網站(zhan)以前的(de)(de)(de)內容里(li)面講(jiang)(jiang)到過，今(jin)天就不多說(shuo)了。理論(lun)上講(jiang)(jiang)，具(ju)(ju)有(you)(you)保(bao)(bao)護(hu)(hu)性(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)氧(yang)化(hua)膜(mo)(mo)的(de)(de)(de)P/B比值必(bi)須大(da)于1，如果小(xiao)于1則氧(yang)化(hua)膜(mo)(mo)不能完全覆(fu)蓋金屬(shu)表面，因此不可能起到保(bao)(bao)護(hu)(hu)作用(yong)。如果這個比值太大(da)，則氧(yang)化(hua)膜(mo)(mo)內的(de)(de)(de)壓應力相(xiang)應增大(da)，容易引起氧(yang)化(hua)膜(mo)(mo)的(de)(de)(de)破(po)裂，也起不到保(bao)(bao)護(hu)(hu)作用(yong)。鈦的(de)(de)(de)P/B比值隨著氧(yang)化(hua)膜(mo)(mo)的(de)(de)(de)成(cheng)分和結構不同(tong)(tong)，處(chu)于1~2.5之(zhi)間，從這個基本點(dian)分析(xi)，鈦的(de)(de)(de)氧(yang)化(hua)膜(mo)(mo)可以具(ju)(ju)有(you)(you)比較好的(de)(de)(de)保(bao)(bao)護(hu)(hu)性(xing)(xing)(xing)能。
鈦(tai)(tai)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)表面曝露在大氣或(huo)者水溶(rong)液中，立即會自動生成(cheng)新的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)膜，例(li)如室溫下大氣的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)膜厚度為1.2~1.6nm，并隨時間(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)延長(chang)而增厚，70天后(hou)自然增厚到(dao)(dao)5nm,545天以后(hou)逐漸增加(jia)到(dao)(dao)8~9nm。人為強化(hua)(hua)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)條(tiao)件（例(li)如加(jia)熱、采用(yong)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)劑或(huo)者陽極氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)等）可以加(jia)速(su)表面氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)膜的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)生長(chang)并且得到(dao)(dao)比較厚的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)膜，從而提高鈦(tai)(tai)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)耐腐蝕性(xing)。因此陽極氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)及熱氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)生成(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)膜，都會明(ming)顯提高鈦(tai)(tai)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)耐腐蝕性(xing)。現在我(wo)們的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)客戶用(yong)我(wo)們的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)鈦(tai)(tai)棒鈦(tai)(tai)絲已經做過很多類似的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)產品，表明(ming)這是行得通的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)方(fang)式。
鈦(tai)(tai)(tai)(tai)的(de)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)膜(mo)(mo)(mo)（包括(kuo)熱氧(yang)(yang)化(hua)(hua)膜(mo)(mo)(mo)或陽極氧(yang)(yang)化(hua)(hua)膜(mo)(mo)(mo)）通(tong)常不是(shi)(shi)一(yi)種單(dan)一(yi)的(de)結構，其(qi)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)物的(de)成(cheng)分和結構隨生(sheng)(sheng)成(cheng)條件(jian)而變(bian)化(hua)(hua)。一(yi)般(ban)情形(xing)下，在氧(yang)(yang)化(hua)(hua)膜(mo)(mo)(mo)與(yu)環境的(de)界面上可(ke)能(neng)(neng)是(shi)(shi)TiO2，然而在氧(yang)(yang)化(hua)(hua)膜(mo)(mo)(mo)與(yu)金屬界面上可(ke)能(neng)(neng)以TiO為主。也(ye)(ye)就(jiu)是(shi)(shi)說，我們生(sheng)(sheng)產的(de)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)棒(bang)在一(yi)般(ban)狀(zhuang)況下最表(biao)面的(de)是(shi)(shi)TiO2，金屬與(yu)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)膜(mo)(mo)(mo)界面上是(shi)(shi)TiO。這(zhe)里當然包括(kuo)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)板(ban)，鈦(tai)(tai)(tai)(tai)合(he)金鍛件(jian)都是(shi)(shi)一(yi)樣的(de)，鈦(tai)(tai)(tai)(tai)合(he)金棒(bang)的(de)表(biao)面更為復雜一(yi)些。不過不管是(shi)(shi)純鈦(tai)(tai)(tai)(tai)棒(bang)還是(shi)(shi)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)合(he)金棒(bang)、鈦(tai)(tai)(tai)(tai)合(he)金絲在中(zhong)(zhong)間(jian)都存(cun)在不同價態的(de)過渡層(ceng)，甚至(zhi)是(shi)(shi)非化(hua)(hua)學(xue)當量的(de)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)物，這(zhe)表(biao)示鈦(tai)(tai)(tai)(tai)材(cai)料的(de)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)膜(mo)(mo)(mo)存(cun)在著多層(ceng)結構。至(zhi)于這(zhe)層(ceng)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)膜(mo)(mo)(mo)生(sheng)(sheng)成(cheng)的(de)過程，也(ye)(ye)不能(neng)(neng)簡單(dan)地理解(jie)為鈦(tai)(tai)(tai)(tai)與(yu)氧(yang)(yang)（或空氣中(zhong)(zhong)的(de)氧(yang)(yang)）直接反應而成(cheng)。許多研究者提出過各種不同的(de)機理，前蘇聯(lian)的(de)工作者認(ren)為首先(xian)生(sheng)(sheng)成(cheng)氫化(hua)(hua)物，然后在氫化(hua)(hua)物上再形(xing)成(cheng)鈍(dun)態的(de)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)膜(mo)(mo)(mo)。
