Titan in plini

Titan je kemično stabilen za večino tekočin in trdnih snovi, odporen je celo proti koroziji z akva regio, vendar kaže posebno kemično aktivnost proti plinom. Lahko reagira z različnimi plini in ostane stabilen v določenih atmosferah. Interakcija med titanom in plini neposredno določa njegovo pripravo, obdelavo, nadzor kakovosti in meje inženirske uporabe. To je ključno vprašanje pri razumevanju lastnostititanovi materiali.

Kisik je najpogostejši in najvplivnejši plin za titan, njuna interakcija pa poteka skozi pripravo, predelavo in uporabo titana. Pri sobni temperaturi se na površini titana hitro oblikuje gost nano-film titanovega dioksidnega oksida, ki tvori naravno zaščitno plast, ki blokira jedke medije in zagotavlja odlično biokompatibilnost. Folija se po poškodbi lahko -samo popravi v aerobnem okolju, kar je ključ do odpornosti titana proti koroziji in uporabnosti v človeškem telesu in vlažnih okoljih.

Reakcija se stopnjuje, ko se temperatura dvigne: oksidni film se začne debeliti nad 400 stopinj in reakcija postane burna ali celo do gorenja lahko pride nad 600 stopinj. Visoko{3}}temperaturna oksidacija je hkrati tveganje, ki ga je treba strogo nadzorovati med predelavo, in način za pripravo stabilnih oksidnih plasti s toplotno oksidacijo, ki znatno izboljša odpornost titana proti obrabi in koroziji. Taljenje titana mora potekati pod zaščito inertnega plina, da se prepreči oksidacija, ki vpliva na čistost materiala.

Interakcija med titanom in dušikom je prav tako stabilna pri nizkih temperaturah in burna pri visokih temperaturah. V bistvu ne reagirajo pri sobni temperaturi, ampak reagirajo burno, da tvorijo titanov nitrid (TiN) z visoko trdoto in odpornostjo proti obrabi pri 800–1000 stopinjah.

Titanov nitrid je zlato rumene barve, združuje praktičnost in dekorativnost ter se pogosto uporablja kot premaz za dele za podaljšanje življenjske dobe in izboljšanje estetike. Obdelava titana z nitriranjem zahteva strog nadzor čistosti atmosfere-kisik tvori oksidni film, ki ovira reakcijo, kar ima za posledico ohlapne nitrirane plasti s slabim oprijemom. Dušik visoke-čistosti se običajno uporablja z zaprto opremo za zmanjšanje motenj zaradi nečistoč, kot sta kisik in vodna para.

Interakcija med vodikom in titanom je dvorezen-meč, ki ima tako praktično vrednost kot varnostna tveganja. Titan ima nizko topnost vodika pri sobni temperaturi, vendar se topnost znatno poveča s segrevanjem in vodik prodre skozi mrežo, da tvori titanove hidride.

Vodik se lahko uporablja kot redukcijsko sredstvo pri pripravi za izboljšanje čistosti in stabilnosti titana; vendar prekomerna absorpcija vodika med obratovanjem povzroči vodikovo krhkost, zmanjša žilavost materiala, poveča krhkost in zlahka povzroči razpoke in odpoved. Ta težava je še posebej kritična v scenarijih jedrske energije, kot so rezervoarji za shranjevanje jedrskih odpadkov-titan je nagnjen k absorpciji vodika in krhkosti v okoljih-brez kisika, pri visokih-temperaturah in-napetosti. Zaviranje difuzije vodika in vodikove krhkosti je glavni izziv za uporabo jedrske energije.

Obstoječe študije so pokazale, da lahko tehnologije, kot je dinamična plastična deformacija, povečajo trdnost titana in ovirajo difuzijo vodika in tvorbo hidridov, kar zagotavlja novo smer za izboljšanje njegove storitvene učinkovitosti.

Razen s kisikom, dušikom in vodikom lahko titan reagira z različnimi plini, kot so ogljikov dioksid, vodna para in metan. Pri visokih temperaturah titan reagira z vodno paro in tvori titanov dioksid in vodik, kar poslabša vodikovo krhkost; reakcija z metanom lahko tvori titanov karbid, kar vpliva na njegove mehanske lastnosti.

Inertni plini, argon, so kemično stabilni in ne reagirajo s titanom, zato se običajno uporabljajo kot zaščitni plini med taljenjem titana, vročim delom in varjenjem za izolacijo zraka in preprečevanje oksidacije in nitriranja. V procesih, kot je visoko{1}}temperaturno vroče stiskanje, je potreben-argon visoke čistosti za ustvarjanje inertnega okolja, da preprečimo, da bi nečistočni plini povzročili krhkost titana, in zmanjšamo žilavost, da zagotovimo stabilne lastnosti materiala.

Baoji Ruihang, proizvajalec izdelkov iz titana in ne{0}}železnih kovin, je specializiran za raziskave in razvoj, proizvodnjo in prodajo. Pofesionalna servisna ekipa je na voljo za vaše povpraševanje. Za več podrobnosti nas kontaktirajte po e-pošti:Sam.Rui@bjrh-titanium.com.