टाइटेनियम आधारित संक्षारण प्रतिरोधी मिश्र धातु - शुद्ध टाइटेनियम

टाइटेनियम और इसके मिश्र धातुओं में कम घनत्व, उच्च विशिष्ट शक्ति, अत्यधिक संक्षारक मीडिया में उच्च रासायनिक स्थिरता और मजबूत आत्म निष्क्रियता क्षमता होती है। इसलिए, इसका व्यापक रूप से विमानन, एयरोस्पेस और अन्य क्षेत्रों के साथ-साथ चिकित्सा मानव प्रत्यारोपण सामग्री के रूप में उपयोग किया जाता है। हाल के वर्षों में, इसका रसायन और पेट्रोलियम जैसे नागरिक उद्योगों में भी व्यापक रूप से उपयोग किया गया है।

टाइटेनियमकम संतुलन इलेक्ट्रोड क्षमता के साथ एक थर्मोडायनामिक रूप से सक्रिय धातु है, ETi/Ti2+=-1.630+0.0293lgaTi2+((V), एल्यूमीनियम की संतुलन क्षमता के करीब, यह देखा जा सकता है कि इसकी रासायनिक गतिविधि बहुत अधिक है। वास्तव में, निष्क्रियता के कारण कई मीडिया में टाइटेनियम अत्यधिक संक्षारण प्रतिरोधी है। टाइटेनियम में मजबूत निष्क्रियता क्षमता और निष्क्रियता है फिल्म में स्वयं को ठीक करने की क्षमता है। इसका पैसिवेशन प्रदर्शन न केवल एल्यूमीनियम से बेहतर है, बल्कि क्रोमियम, निकल, ज़िरकोनियम और स्टेनलेस स्टील से भी बेहतर है, इसलिए टाइटेनियम कई मीडिया में बहुत स्थिर है। उदाहरण के लिए, समुद्री जल में 25 डिग्री पर, इसकी प्राकृतिक संक्षारण क्षमता लगभग +0.09V है, जो उसी माध्यम में तांबे की संक्षारण क्षमता से अधिक है। इसलिए, संक्षारण प्रतिरोध टाइटेनियम की मात्रा इस पर निर्भर करती है कि इसे निष्क्रिय किया जा सकता है या नहीं। यदि निष्क्रिय किया जाए, तो टाइटेनियम अत्यधिक संक्षारण प्रतिरोधी है; यदि निष्क्रिय नहीं किया जाता है, तो टाइटेनियम बहुत प्रतिक्रियाशील होता है और मजबूत रासायनिक प्रतिक्रियाओं से गुजरता है।
 

टाइटेनियम उत्पाद आरेख

 

टाइटेनियम रॉड

टाइटेनियम फ़ॉइल

टाइटेनियम ट्यूब

टाइटेनियम तार

टाइटेनियम क्रूसिबल

टाइटेनियम संसाधित भाग

जलीय मीडिया को ऑक्सीकरण करने में, टाइटेनियम को निष्क्रिय किया जा सकता है। ज़िरकोनियम और स्टील की तुलना में, टाइटेनियम के पारित होने की तीन विशेषताएं हैं:
(1) कम निष्क्रियता क्षमता। इसे निष्क्रिय करना आसान है और इसे हल्के ऑक्सीकरण एजेंटों में निष्क्रिय किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, टाइटेनियम को केवल H+आयन कमी की कैथोडिक प्रतिक्रिया द्वारा निष्क्रिय किया जा सकता है।
(2) स्थिर निष्क्रियता क्षेत्र। यह इंगित करता है कि निष्क्रिय अवस्था अत्यंत स्थिर है और आसानी से अधिक निष्क्रिय नहीं होती है। उदाहरण के लिए, सल्फ्यूरिक एसिड में, टाइटेनियम की निष्क्रिय अवस्था V तक स्थिर रहती है। टाइटेनियम उच्च तापमान और उच्च सांद्रता नाइट्रिक एसिड के प्रति भी प्रतिरोधी है। सतह पर TiO₂ passivation फिल्म के निर्माण के कारण टाइटेनियम में उच्च passivation स्थिरता होती है, और TiO₂ passivation फिल्म में उच्च ऑक्सीजन ओवरवॉल्टेज होता है।
(3) सीआई - आयनों की उपस्थिति में, निष्क्रिय अवस्था नष्ट नहीं होती है, जबकि ज़िरकोनियम 10% एचसीएल समाधान में 0.1 वी की क्षमता के करीब निष्क्रियता से गुजरता है, जबकि टाइटेनियम समान परिस्थितियों में निष्क्रियता से नहीं गुजरता है। इससे पता चलता है कि इसमें इलेक्ट्रोकेमिकल गुण हैं जो क्लोराइड संक्षारण के प्रतिरोधी हैं।

तटस्थ और कमजोर अम्लीय क्लोराइड समाधानों में अच्छा संक्षारण प्रतिरोध होता है। उदाहरण के लिए, यह 100 डिग्री से कम तापमान पर और NaCl घोल की किसी भी सांद्रता में 30% FeCl ∝ घोल में बुलबुले के क्षरण के लिए प्रतिरोधी है। टाइटेनियम क्लोराइड घोल या समुद्री जल में जंग लगने के प्रति भी प्रतिरोधी है। टाइटेनियम एक्वा रेजिया (1:3 के आयतन अनुपात के साथ केंद्रित नाइट्रिक एसिड और केंद्रित हाइड्रोक्लोरिक एसिड का मिश्रण), सोडियम हाइपोक्लोराइट (लगभग 100 डिग्री), क्लोरीन पानी और गर्म क्लोरीन पानी (लगभग 75 डिग्री) में संक्षारण प्रतिरोधी है। टाइटेनियम वायुमंडल और मिट्टी में अत्यधिक संक्षारण प्रतिरोधी है (संक्षारण दर 0.0001 मिमी/वर्ष से कम)।

टाइटेनियम क्रोमिक एसिड (उबलना), नाइट्रिक एसिड (65%, लगभग 100 डिग्री), केंद्रित नाइट्रिक एसिड और केंद्रित सल्फ्यूरिक एसिड के मिश्रित एसिड में संक्षारण का प्रतिरोध करता है। टाइटेनियम कुछ कार्बनिक अम्लों, रसों, खाद्य पदार्थों आदि के प्रति संक्षारण प्रतिरोधी है।

टाइटेनियम शुद्ध गैर ऑक्सीकरण एसिड (हाइड्रोक्लोरिक एसिड, पतला सल्फ्यूरिक एसिड) के लिए प्रतिरोधी नहीं है, और तापमान के साथ संक्षारण दर बढ़ जाती है। टाइटेनियम हाइड्रोफ्लोरिक एसिड, उच्च तापमान पतला फॉस्फोरिक एसिड और कमरे के तापमान केंद्रित फॉस्फोरिक एसिड के लिए संक्षारण प्रतिरोधी नहीं है। हालाँकि, यदि हाइड्रोक्लोरिक एसिड या सल्फ्यूरिक एसिड में थोड़ी मात्रा में ऑक्सीडेंट (जैसे क्रोमिक एसिड, नाइट्रिक एसिड, क्लोरीन) होता है या भारी धातु आयन (जैसे Fe3+, Ti4, Cu ²+, Au ²+, Pt4+) ​​जोड़ता है, या प्लैटिनम और पैलेडियम जैसी धातुओं को कम हाइड्रोजन विकास ओवरवॉल्टेज के साथ आने की अनुमति देता है टाइटेनियम के संपर्क में आने पर, टाइटेनियम के क्षरण को पूरी तरह से दबाया जा सकता है। यही कारण है कि वे टाइटेनियम के एनोडिक निष्क्रियता को बढ़ावा देते हैं।

Titanium is corrosion-resistant in dilute alkaline solution. But at high concentrations (>22%) और उच्च तापमान, यह संक्षारण प्रतिरोधी नहीं है, जो हाइड्रोजन और टाइटेनियम लवण की पीढ़ी के कारण होता है।

निर्जल ऑक्सीकरण मीडिया में टाइटेनियम खतरनाक है। अपनी उच्च रासायनिक प्रतिक्रियाशीलता के कारण, टाइटेनियम निष्क्रिय और अस्थिर अवस्था में हिंसक रासायनिक प्रतिक्रियाओं से गुजरेगा। स्थिर कुंद अवस्था प्राप्त करने के लिए पानी आवश्यक है। जब पानी की मात्रा एक निश्चित सीमा से कम होती है, या जब क्लोरीन गैस या NO2 युक्त नाइट्रिक एसिड जैसे मजबूत ऑक्सीडेंट मौजूद होते हैं, तो हिंसक इग्निशन प्रतिक्रियाएं या विस्फोट भी हो सकते हैं, लेकिन माध्यम में थोड़ी मात्रा में पानी (जैसे 2%) जोड़ने से उनसे बचा जा सकता है।

इसके अलावा, टाइटेनियम में फॉर्मिक एसिड, ऑक्सालिक एसिड और केंद्रित साइट्रिक एसिड के अलावा अन्य कार्बनिक एसिड में उत्कृष्ट संक्षारण प्रतिरोध होता है।

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