티타늄 튜브, 막대 등 티타늄 합금 소재가 공기 중에서 반응하는 것은 온도와 관련이 있나요?

다음과 같은 티타늄 합금 재료의 반응티타늄 스퀘어 바공기 중의 티타늄 튜브는 일반적으로 산소, 질소, 수소 등 세 가지 비금속 원소와 반응하며 반응 과정은 온도와 밀접한 관련이 있습니다.

티타늄은 공기 중의 산소와 반응합니다. 100도 이하에서는 매우 느리고, 500도에서는 표면만 산화된다. 온도가 상승함에 따라 표면 산화막이 티타늄에 용해되기 시작하고 산소가 금속 내부 격자로 확산되기 시작하지만 700℃에서는 아직 산소가 금속 내부 격자에 대량으로 들어가지 않습니다. 온도가 700도를 초과하면 금속 내부로의 산소 확산이 촉진되고, 고온에서는 표면 산화막이 보호 효과를 잃습니다.

티타늄 사각바와 산소의 반응은 티타늄의 형태와 온도에 따라 달라집니다. 티타늄 분말은 상온의 공기 중에서 정전기, 스파크, 마찰 등의 작용으로 인해 격렬하게 연소되거나 폭발할 수 있습니다. 그러나 밀도가 높은 티타늄은 실온의 공기 중에서 매우 안정적입니다. 밀도가 높은 티타늄이 공기 중에서 가열되면 산소와 반응하기 시작합니다. 처음에는 산소가 티타늄 표면 격자로 들어가 치밀한 산화막을 형성합니다. 이 표면 산화막 층은 산소가 내부로 확산되는 것을 방지하고 보호 효과가 있습니다. 따라서 티타늄은 500도 이하의 공기 중에서 안정합니다. 표면 산화막의 색상은 형성 온도와 관련이 있습니다. 200도 이하에서는 은백색, 300도에서는 연한 노란색, 400도에서는 황금색, 500도에서는 파란색, 600도에서는 보라색, 700-800도에서는 보라색, 뜨거우면 적회색, 회색 800-900도일 때. 순수한 산소에서는 티타늄과 산소 사이의 격렬한 반응의 초기 온도가 공기보다 낮고 티타늄은 약 500-600 도의 산소 속에서 연소됩니다.

티타늄은 상온에서 질소와 반응하지 않지만, 고온에서 티타늄은 질소 속에서 연소될 수 있는 몇 안 되는 금속 원소 중 하나입니다. 질소에서 티타늄의 연소 온도는 800도 이상입니다. 용융된 티타늄과 질소 사이의 반응은 매우 강렬합니다. 티타늄과 질소가 반응하면 질화티타늄(Ti3N, TiN 등)이 생성될 뿐만 아니라 Ti-N 고용체도 형성됩니다. 온도가 500-550도일 때 티타늄은 분명히 질소를 흡수하기 시작하여 격자간 고용체를 형성합니다. 온도가 600도 이상에 도달하면 티타늄의 질소 흡수 속도가 증가하고, Ti-N 고용체에서는 질소가 티타늄 질화물 형태로 들어가기 때문에 티타늄 격자에서는 티타늄 상전이 온도가 높아지므로 질소 또한 티타늄의 안정제이기도 합니다. 1050도에서 매체에 대한 질소의 최대 용해도(질량 분율)는 7%이고, 2020도에서 티타늄의 최대 용해도(질량 분율)는 2%이지만 티타늄의 질소 흡수 속도는 산소의 속도보다 훨씬 느립니다. . 따라서 티타늄은 주로 공기 중의 산소를 흡수하고, 질소 흡수는 2차적입니다.

티타늄은 수소와 반응하여 TiH, TiH2 화합물 및 Ti-H 고용체를 형성합니다. 티타늄에는 수소가 잘 녹으며, 티타늄 1몰은 거의 2몰의 수소를 흡수할 수 있습니다. 티타늄의 수소 흡수 속도와 수소 흡수 능력은 온도와 수소 압력과 관련이 있습니다. 실온에서 티타늄의 수소 흡수 능력은 0.002% 미만입니다. 온도가 300도에 도달하면 티타늄의 수소 흡수율이 증가합니다. 500-600도에서 최대값에 도달합니다. 이후 온도가 증가함에 따라 티타늄이 흡수하는 수소의 양은 감소하고, 1000도에 도달하면 티타늄이 흡수하는 수소의 대부분이 분해된다. 수소 압력의 증가는 티타늄의 수소 흡수 속도를 가속화하고 수소 흡수 능력을 증가시킬 수 있습니다. 반대로, 티타늄은 감압 조건에서 탈수소화될 수 있습니다. 따라서 티타늄과 수소의 반응은 가역적입니다. 티타늄과 수소의 반응은 표면에 얇은 막을 형성하지 않습니다. 왜냐하면 수소 원자는 크기가 작고 티타늄 격자의 깊이까지 빠르게 확산되어 격자간 고용체를 형성할 수 있기 때문입니다. 티타늄에 수소가 용해되면 티타늄의 상전이 온도를 낮출 수 있습니다. 안정제.