Titanium Dan Gas

Titanium secara kimiawi stabil terhadap sebagian besar cairan dan padatan, bahkan tahan terhadap korosi aqua regia, namun menunjukkan aktivitas kimia khusus terhadap gas. Ia dapat bereaksi dengan berbagai gas dan tetap stabil di bawah atmosfer tertentu. Interaksi antara titanium dan gas secara langsung menentukan batas persiapan, pemrosesan, kendali mutu, dan penerapan tekniknya. Ini adalah masalah inti dalam memahami sifat-sifatbahan titanium.

Oksigen adalah gas yang paling umum dan berpengaruh pada titanium, dan interaksinya terjadi melalui persiapan, pemrosesan, dan penerapan titanium. Pada suhu kamar, film oksida titanium dioksida berskala nano-yang padat dengan cepat terbentuk pada permukaan titanium, membentuk lapisan pelindung alami yang menghalangi media korosif dan memberikan biokompatibilitas yang sangat baik. Film ini dapat diperbaiki sendiri-dalam lingkungan aerobik setelah mengalami kerusakan, yang merupakan kunci ketahanan korosi titanium dan kegunaannya dalam tubuh manusia dan lingkungan lembab.

Reaksi semakin intensif seiring dengan kenaikan suhu: lapisan oksida mulai menebal di atas 400 derajat, dan reaksi menjadi hebat atau bahkan pembakaran dapat terjadi di atas 600 derajat. Oksidasi-suhu tinggi merupakan risiko yang harus dikontrol secara ketat selama pemrosesan dan merupakan cara untuk menyiapkan lapisan oksida yang stabil melalui oksidasi termal, yang secara signifikan meningkatkan ketahanan aus dan korosi pada titanium. Peleburan titanium harus dilakukan di bawah perlindungan gas inert untuk menghindari oksidasi yang mempengaruhi kemurnian bahan.

Interaksi antara titanium dan nitrogen juga stabil pada suhu rendah dan hebat pada suhu tinggi. Pada dasarnya mereka tidak bereaksi pada suhu kamar, tetapi bereaksi keras membentuk titanium nitrida (TiN) dengan kekerasan tinggi dan ketahanan aus pada 800–1000 derajat.

Titanium nitrida berwarna kuning keemasan, memadukan kepraktisan dan dekorasi, dan sering digunakan sebagai pelapis suku cadang untuk memperpanjang masa pakai dan meningkatkan estetika. Perlakuan nitridasi pada titanium memerlukan kontrol ketat terhadap kemurnian atmosfer-oksigen membentuk lapisan oksida yang menghambat reaksi, sehingga menghasilkan lapisan nitridasi yang longgar dengan daya rekat yang buruk. Nitrogen dengan-kemurnian tinggi umumnya digunakan dengan peralatan tertutup untuk mengurangi gangguan dari kotoran seperti oksigen dan uap air.

Interaksi antara hidrogen dan titanium adalah-pedang bermata dua, dengan nilai praktis dan risiko keamanan. Titanium memiliki kelarutan hidrogen yang rendah pada suhu kamar, tetapi kelarutan meningkat secara signifikan seiring dengan pemanasan, dan hidrogen menembus kisi untuk membentuk titanium hidrida.

Hidrogen dapat digunakan sebagai zat pereduksi dalam sediaan untuk meningkatkan kemurnian dan stabilitas titanium; namun, penyerapan hidrogen yang berlebihan selama servis menyebabkan penggetasan hidrogen, mengurangi ketangguhan material, meningkatkan kerapuhan, dan mudah menyebabkan retak dan kegagalan. Masalah ini sangat penting dalam skenario energi nuklir seperti tangki penyimpanan limbah nuklir-titanium rentan terhadap penyerapan hidrogen dan penggetasan di lingkungan-bebas oksigen,-suhu tinggi, dan-tekanan tinggi. Menghambat difusi hidrogen dan penggetasan hidrogen merupakan tantangan utama dalam penerapan energi nuklir.

Penelitian yang ada menunjukkan bahwa teknologi seperti deformasi plastik dinamis dapat meningkatkan kekuatan titanium dan menghambat difusi hidrogen dan pembentukan hidrida, sehingga memberikan arah baru untuk meningkatkan kinerja layanannya.

Kecuali oksigen, nitrogen, dan hidrogen, titanium dapat bereaksi dengan berbagai gas seperti karbon dioksida, uap air, dan metana. Pada suhu tinggi, titanium bereaksi dengan uap air membentuk titanium dioksida dan hidrogen, sehingga memperburuk penggetasan hidrogen; reaksi dengan metana dapat membentuk titanium karbida, sehingga mempengaruhi sifat mekaniknya.

Gas inert, argon stabil secara kimia dan tidak bereaksi dengan titanium, sehingga biasanya digunakan sebagai gas pelindung selama peleburan titanium, pengerjaan panas, dan pengelasan untuk mengisolasi udara dan mencegah oksidasi dan nitridasi. Dalam proses seperti pengepresan panas bersuhu tinggi, argon dengan kemurnian tinggi diperlukan untuk menciptakan lingkungan inert guna mencegah gas pengotor menggelapkan titanium dan mengurangi ketangguhan untuk memastikan sifat material yang stabil.

Baoji Ruihang, produsen produk titanium dan-logam nonferrous, memiliki spesialisasi dalam penelitian dan pengembangan, produksi, dan penjualan. Tim layanan profesional siap menjawab pertanyaan Anda. Untuk lebih jelasnya, jangan ragu untuk menghubungi kami melalui email:Sam.Rui@bjrh-titanium.com.