Kas titaanisulamist materjalide, näiteks titaantorude ja -vardade reaktsioon õhus on seotud temperatuuriga?

Titaanisulamist materjalide reaktsioon, näiteksTitanium Square baarja titaantoru õhus reageerib tavaliselt kolme mittemetallilise elemendiga, nagu hapnik, lämmastik ja vesinik, ning nende reaktsiooniprotsess on tihedalt seotud temperatuuriga.

Titaan reageerib õhus oleva hapnikuga. See on väga aeglane, kui see on madalam kui 100 kraadi ja 500 kraadi juures oksüdeerub ainult pind. Temperatuuri tõustes hakkab pindmine oksiidkile titaanis lahustuma ja hapnik hakkab difundeeruma metalli sisevõresse, kuid 700 kraadi C juures pole hapnik veel suures koguses metalli sisevõresse sattunud. Kui temperatuur ületab 700 kraadi, kiireneb hapniku difusioon metalli sisemusse ja pinna oksiidkile kaotab kõrgel temperatuuril kaitsva toime.

Titanium Square Bar reaktsioon hapnikuga sõltub titaani vormist ja temperatuurist. Titaanipulber võib toatemperatuuril õhus staatilise elektri, sädemete, hõõrdumise jms mõjul põleda või plahvatada ägedalt. Kuid tihe titaan on toatemperatuuril õhus väga stabiilne. Kui tihedat titaani õhus kuumutada, hakkab see hapnikuga reageerima. Esialgu siseneb hapnik titaani pinnavõre, moodustades tiheda oksiidkile. See pinna oksiidkile kiht võib takistada hapniku difundeerumist sisemusse ja sellel on kaitsev toime. Seetõttu on titaan stabiilne õhus temperatuuril alla 500 kraadi. Pinna oksiidkile värvus on seotud moodustumise temperatuuriga. See on hõbevalge alla 200 kraadi, helekollane 300 kraadi juures, kuldkollane 400 kraadi juures, sinine 500 kraadi juures, lilla 600 kraadi juures, lilla temperatuuril 700-800 kraadi. Kuumal on punakashall ja hall kui see on 800-900 kraadi . Puhtas hapnikus on titaani ja hapniku vahelise ägeda reaktsiooni algtemperatuur madalam kui õhus ja titaan põleb hapnikus umbes 500-600 kraadi juures.

Titaan ei reageeri lämmastikuga normaaltemperatuuril, kuid kõrgel temperatuuril on titaan üks väheseid metallielemente, mis võib lämmastikus põleda. Titaani põlemistemperatuur lämmastikus on kõrgem kui 800 kraadi. Reaktsioon sula titaani ja lämmastiku vahel on väga intensiivne. Titaani ja lämmastiku reaktsioonil tekib lisaks titaannitriidi (Ti3N, TiN jne) tekkele ka Ti-N tahke lahus. Kui temperatuur on 500-550 kraadi, hakkab titaan ilmselgelt lämmastikku absorbeerima, moodustades interstitsiaalse tahke lahuse; kui temperatuur jõuab üle 600 kraadi, suureneb titaani lämmastiku neeldumise kiirus ja Ti-N tahke lahuses, kuna lämmastik siseneb titaannitriidi kujul Titaanvõresse, nii et titaani faasisiirde temperatuur tõuseb, lämmastik on ka titaani stabilisaator. Lämmastiku maksimaalne lahustuvus (massiosa) keskkonnas 1050 kraadi juures on 7% ja maksimaalne lahustuvus (massiosa) titaanis 2020 kraadi juures on 2%, kuid titaani lämmastiku omastamise kiirus on palju aeglasem kui hapnikul. . Seetõttu neelab titaan peamiselt õhus olevat hapnikku ja lämmastiku neeldumine on teisejärguline.

Titaan reageerib vesinikuga, moodustades TiH, TiH2 ühendeid ja Ti-H tahkeid lahuseid. Vesinik võib titaanis hästi lahustuda ja 1 mol titaani suudab neelata peaaegu 2 mol vesinikku. Titaani vesiniku neeldumiskiirus ja vesiniku neeldumisvõime on seotud temperatuuri ja vesiniku rõhuga. Toatemperatuuril on titaani vesiniku neeldumisvõime väiksem kui 0,002%. Kui temperatuur jõuab 300 kraadini, suureneb titaani vesiniku neeldumiskiirus; see saavutab maksimaalse väärtuse 500-600 kraadi juures. Järgnevalt temperatuuri tõustes titaanis neeldunud vesiniku hulk väheneb ja kui see jõuab 1000 kraadini, laguneb suurem osa titaanis neeldunud vesinikust. Vesiniku rõhu tõus võib kiirendada titaani vesiniku neeldumiskiirust ja suurendada vesiniku neeldumisvõimet. Vastupidi, titaani saab dehüdrogeenida rõhu vähendamisel. Seetõttu on titaani reaktsioon vesinikuga pöörduv. Titaani ja vesiniku vaheline reaktsioon ei moodusta pinnale õhukest kilet, kuna vesinikuaatom on väikese suurusega ja võib kiiresti difundeeruda titaanvõre sügavusse, moodustades interstitsiaalse tahke lahuse. Vesiniku lahustumine titaanis võib vähendada titaani faasisiirdetemperatuuri. stabilisaator.