Vai titāna sakausējuma materiālu, piemēram, titāna cauruļu un stieņu, reakcija gaisā ir saistīta ar temperatūru?
Titāna sakausējuma materiālu reakcija, piemēram,Titāna kvadrātveida bārsun titāna caurule gaisā parasti reaģē ar trim nemetāliskiem elementiem, piemēram, skābekli, slāpekli un ūdeņradi, un to reakcijas process ir cieši saistīts ar temperatūru.
Titāns reaģē ar skābekli gaisā. Tas ir ļoti lēns, ja tas ir zemāks par 100 grādiem, un tikai virsma tiek oksidēta pie 500 grādiem. Temperatūrai paaugstinoties, virsmas oksīda plēve sāk šķīst titānā, un skābeklis sāk difundēt metāla iekšējā režģī, bet 700 grādu C temperatūrā skābeklis vēl nav iekļuvis metāla iekšējā režģī lielos daudzumos. Kad temperatūra pārsniedz 700 grādus, tiek paātrināta skābekļa difūzija uz metāla iekšpusi, un virsmas oksīda plēve zaudē savu aizsargājošo efektu augstās temperatūrās.
Titāna kvadrātveida stieņa reakcija ar skābekli ir atkarīga no titāna formas un temperatūras. Titāna pulveris var sadegt vai spēcīgi eksplodēt statiskās elektrības, dzirksteļu, berzes utt. darbības rezultātā gaisā istabas temperatūrā. Tomēr blīvs titāns ir ļoti stabils gaisā istabas temperatūrā. Kad blīvs titāns tiek uzkarsēts gaisā, tas sāk reaģēt ar skābekli. Sākotnēji skābeklis nonāk titāna virsmas režģī, veidojot blīvu oksīda plēvi. Šis virsmas oksīda plēves slānis var novērst skābekļa izkliedi interjerā un tam ir aizsargājoša iedarbība. Tāpēc titāns ir stabils gaisā zem 500 grādiem. Virsmas oksīda plēves krāsa ir saistīta ar veidošanās temperatūru. Tas ir sudrabaini balts zem 200 grādiem, gaiši dzeltens pie 300 grādiem, zeltaini dzeltens pie 400 grādiem, zils pie 500 grādiem, violets pie 600 grādiem, violets pie 700-800 grādiem. Tas ir sarkanpelēks, kad ir karsts, un pelēks. kad tas ir 800-900 grāds . Tīrā skābeklī vardarbīgās reakcijas starp titānu un skābekli sākotnējā temperatūra ir zemāka nekā gaisā, un titāns sadegs skābeklī aptuveni 500-600 grādu temperatūrā.
Titāns normālā temperatūrā nereaģē ar slāpekli, bet augstā temperatūrā titāns ir viens no retajiem metāla elementiem, kas var sadegt slāpeklī. Titāna sadegšanas temperatūra slāpeklī ir augstāka par 800 grādiem. Reakcija starp izkausētu titānu un slāpekli ir ļoti intensīva. Titāna un slāpekļa reakcija ne tikai rada titāna nitrīdu (Ti3N, TiN utt.), bet arī veido Ti-N cietu šķīdumu. Kad temperatūra ir 500-550 grādi, titāns acīmredzami sāk absorbēt slāpekli, veidojot intersticiālu cietu šķīdumu; temperatūrai sasniedzot virs 600 grādiem, palielinās slāpekļa absorbcijas ātrums ar titānu, un Ti-N cietā šķīdumā, jo slāpeklis nonāk titāna nitrīda veidā Titāna režģī tā, ka titāna fāzes pārejas temperatūra paaugstinās, slāpeklis ir arī titāna stabilizators. Slāpekļa maksimālā šķīdība (masas daļa) vidē pie 1050 grādiem ir 7%, un maksimālā šķīdība (masas daļa) titānā pie 2020 grādiem ir 2%, bet titāna slāpekļa uzņemšanas ātrums ir daudz lēnāks nekā skābekļa. . Tāpēc titāns galvenokārt absorbē skābekli gaisā, un slāpekļa absorbcija ir sekundāra.
Titāns reaģē ar ūdeņradi, veidojot TiH, TiH2 savienojumus un Ti-H cietos šķīdumus. Ūdeņradis var labi izšķīdināt titānā, un 1 mols titāna var absorbēt gandrīz 2 molus ūdeņraža. Titāna ūdeņraža absorbcijas ātrums un ūdeņraža absorbcijas spēja ir saistīti ar temperatūru un ūdeņraža spiedienu. Istabas temperatūrā titāna ūdeņraža absorbcijas spēja ir mazāka par 0,002%. Kad temperatūra sasniedz 300 grādus, titāna ūdeņraža absorbcijas ātrums palielinās; tas sasniedz maksimālo vērtību pie 500-600 grādiem. Pēc tam, paaugstinoties temperatūrai, titāna absorbētā ūdeņraža daudzums samazinās, un, sasniedzot 1000 grādus, lielākā daļa titāna absorbētā ūdeņraža sadalās. Ūdeņraža spiediena palielināšanās var paātrināt titāna ūdeņraža absorbcijas ātrumu un palielināt ūdeņraža absorbcijas spēju. Gluži pretēji, titānu var dehidrogenēt, samazinot spiedienu. Tāpēc titāna reakcija ar ūdeņradi ir atgriezeniska. Titāna un ūdeņraža reakcija neveido plānu plēvi uz virsmas, jo ūdeņraža atoms ir maza izmēra un var ātri izkliedēties titāna režģa dziļumā, veidojot intersticiālu cietu šķīdumu. Ūdeņraža šķīdināšana titānā var samazināt titāna fāzes pārejas temperatūru. stabilizators.
