ความต้านทานการกัดกร่อนของไทเทเนียมในคลอรีน โบรมีน ไอโอดีน และฟลูออรีน และสารประกอบของไทเทเนียม

Mar 12, 2024

ในบรรดาวัสดุโลหะต่างๆ ไทเทเนียมมีความต้านทานการกัดกร่อนที่ดีในคลอรีนเปียก สารละลายคลอไรด์ (ยกเว้นอุณหภูมิสูงและมีความเข้มข้นสูงของ ZnCl2, AlCls และ CaCl2) สารละลายที่มีคลอรีน (เช่น คลอเรต คลอไรต์ ไฮโปคลอไรต์ และเปอร์คลอเรต ฯลฯ) และประสบความสำเร็จในการนำไปใช้ในโรงฟอกขาว โรงคลอรีนด้วยไฟฟ้า และโรงบำบัดน้ำเสีย อย่างไรก็ตาม ไทเทเนียมในสารละลายคลอไรด์ที่มีอุณหภูมิสูงและมีความเข้มข้นสูงจะเกิดการกัดกร่อนตามรอยแยก โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อสัมผัสกับ PTFE และสารประกอบอินทรีย์อื่น ๆ การกัดกร่อนตามรอยแยกจะรุนแรงยิ่งขึ้น

titanium steel platetitanium steel platetitanium steel plate

 

 

ไทเทเนียมในก๊าซคลอรีนแห้งทำให้เกิดการกัดกร่อนอย่างรุนแรง และยังทำให้เกิดเพลิงไหม้และการเผาไหม้ที่เกิดขึ้นเองอีกด้วย ปฏิกิริยาระหว่าง Ti และ Cl ทำให้เกิด TiCl4 ซึ่งเป็นปฏิกิริยาคายความร้อน ปฏิกิริยาของ Ti กับ Cl เพื่อสร้าง TiCl4 เป็นปฏิกิริยาคายความร้อน ตราบใดที่ปริมาณน้ำในตัวกลางต่ำมาก ความร้อนที่ปล่อยออกมาสามารถส่งเสริมการเผาไหม้ของไทเทเนียมได้จนกว่าก๊าซคลอรีนแห้งหรือไทเทเนียมจะหมดลง หากมีน้ำอยู่ในก๊าซคลอรีน ไทเทเนียมเตตระคลอไรด์จะผ่านการไฮโดรไลซิสเพื่อเกิดเป็นไทเทเนียมไฮดรอกไซด์สีขาว ไทเทเนียมไฮดรอกไซด์เป็นสารประกอบของแข็งที่เสถียร ต่างจากไทเทเนียมเตตระคลอไรด์ (ซึ่งมีจุดเดือด 136 องศา) ซึ่งเป็นของเหลวที่มีความผันผวนสูง ขอบเขตระหว่าง "แห้ง" และ "เปียก" เกี่ยวข้องกับปัจจัยต่างๆ เช่น อุณหภูมิแวดล้อมและองค์ประกอบของโลหะผสม ตามรายงาน ไทเทเนียมบริสุทธิ์ทางอุตสาหกรรมที่อุณหภูมิประมาณ 200 องศาในก๊าซคลอรีนเพื่อรักษาสถานะพาสซีฟของปริมาณน้ำขั้นต่ำประมาณ 1.5%; อุณหภูมิห้อง ตราบใดที่ปริมาณน้ำขั้นต่ำที่ต้องรักษาไว้ที่ 0.3% ~ 0.4% ข้างต้นจะไม่ติดไฟ โลหะผสมไทเทเนียม-แพลเลเดียมและโลหะผสมไทเทเนียม-นิกเกิล-โมลิบดีนัมสามารถรักษาค่าความเฉื่อยของโลหะได้แม้ในปริมาณน้ำจะต่ำกว่าก็ตาม

ความต้านทานการกัดกร่อนของไทเทเนียมต่อโบรมีนและไอโอดีนนั้นคล้ายคลึงกับความต้านทานของคลอรีน และตราบใดที่ยังคงรักษาปริมาณน้ำไว้ได้พอสมควร ไทเทเนียมก็รับประกันว่าจะไม่กัดกร่อน อย่างไรก็ตาม ไทเทเนียมจะกัดกร่อนในฟลูออรีน กรดไฮโดรฟลูออริก หรือสารละลายของกรดฟลูออไรด์ แม้จะมีความเข้มข้นต่ำมาก และแทบไม่มีสารยับยั้งการกัดกร่อน ดังนั้นจึงไม่แนะนำให้ใช้ไทเทเนียมในสภาพแวดล้อมที่สัมผัสกับบรรยากาศฟลูออรีน สารละลายฟลูออไรด์ที่เป็นกรดกัดกร่อนไทเทเนียมอย่างรวดเร็วเนื่องจากมีกรดไฮโดรฟลูออริกอยู่ อย่างไรก็ตาม ฟลูออไรด์บางชนิดที่ซับซ้อนกับไอออนของโลหะ หรือฟลูออไรด์ที่มีความเสถียรสูง (เช่น ฟลูออโรคาร์บอน) โดยทั่วไปจะไม่กัดกร่อนไทเทเนียม