РЕФЕРАТ 5
ВВЕДЕНИЕ 7
1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 8
1.1 История открытия титана
8
1.2 Физические
свойства 8
1.3 Химические
свойства 9
1.4 Коррозионные свойства титана и его
сплавов 11
1.4.1 Коррозия титана в минеральных
кислотах 12
1.5 Методы защиты от
коррозии 14
1.6 Травление
титана 15
1.6.1 Кислотное травление титана 16
1.6.2 Щелочно-кислотное травление 17
1.6.3 Электрохимическое
травление 17
1.7 Нахождение в
природе 17
1.8 Производство 18
1.9 Марки титановых сплавов 20
1.10 Применение титана и титановых плавов
1.11 Проблемы, 21
связанные с титановой
металлургией
1.12. Исследования, проводимые с титаном и его сплавами 23
2 ЧАСТЬ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ 26
3 ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ 31
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 46
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 47
ABSTRACT 49
ПРИЛОЖЕНИЯ 50
Актуальность проблемы
Титан и его сплавы обладают высокими коррозионными свойствами и благоприятным сочетанием прочностных свойств с малым удельным весом, находят все более широкое применение в морском судостроении, самолетостроении, химическом машиностроении, при изготовлении ракет и космических аппаратов, а также находят все возрастающее применение в нефтехимических отраслях промышленности. Двуокись титана характеризуется превосходными пигментными свойствами и в больших масштабах используется в качестве белого пигмента в лакокрасочной, бумажной, текстильной и других отраслях промышленности. Четыреххлористый титан стал основным исходным материалом для производства металлического титана, двуокиси титана, титанорганических полимеров и низших хлоридов титана, служащих катализаторами в органическом синтезе. Сплавы на основе титана и никелида титана являются наиболее перспективными материалами для изготовления имплантатов и медицинского инструмента, т.к. обладают высоким комплексом механических свойств и хорошей биосовместимостью, одним из показателей которой является высокая коррозионная стойкость. Вместе с тем, в целом ряде случаев титан и его сплавы подвергаются очень интенсивной и даже катастрофической коррозии. В частности, это наблюдается в более концентрированных растворах HCl при температурах 60 °С и выше, в растворах сильных минеральных кислот, содержащих фтороводород или фторсодержащих частиц. Не выяснены принципиальная возможность коррозии титана и его сплавов по химическому механизму при раздельном и совместном присутствии пассиваторов и активаторов и относительные вклады химического и электрохимического растворения в суммарную скорость процесса. Это заметно сужает область применения титана и ставит вопросы о разработке дополнительных эффективных методов его защиты от коррозии с целью расширения сферы использования, в том числе и в условиях производства.
Цель настоящей работысостояла в исследовании скорости, глубины и микрорельефа после травления титана, и его сплавов.
Для достижения данной цели необходимо было решить следующие задачи.
1. Исследовать влияние минеральных кислот на кинетику растворения титана и его сплавов.
2. Изучить влияние многокомпонентных систем на коррозию титана и его сплавов.
3. Изучить коррозионную стойкость титана и его сплавов в процессе травления.
4. Подобрать наиболее подходящие условия для полирующего травления.
5. Сделать вывод о проделанной работе.
В ходе экспериментальной работы были приготовлены растворы для травления различных составов: HF(®, %) = 4, HNO3(®, %) = 8; HF(®, %) = 4, HNO3(®, %) = 8, C(Ti) = 10 г/л; HF(®, %) = 4, HNOjfa, %) = 8, C(Ti) = 14 г/л; HF(®, %) = 2, HNO3(®, %) = 8; ; HF(®, %) = 2, HNO3(®, %) = 8, C(Ti) = 10 г/л; HF(®, %) = 1, HNO3(®, %) = 8. Проведены полирующие травления образов титана следующих марок: ОТ4-0, ВТ6, ВТ20, ВТ25. Построены зависимости параметров (убыли массы, глубины травления) от количества травлений. Установлено, что содержание Ti-ионов и разбавление раствора существенно снижает глубину травления, но избыток титана в растворе может полностью остановить технологический процесс. Глубина травления, полученная в растворе состава №2, подходит для травления титана марки ОТ4-0, т.к. даёт умеренную скорость и равномерный состав поверхности.
Исследование образцов марок ВТ6, ВТ20, ВТ25 после травления показало, что они имеют равномерный состав поверхности, но в связи с большими потерями титана в технологическом процессе, данный метод не подходит для полирующего травления. В связи с быстрым растворением титана марок ВТ6, ВТ20, ВТ25 необходимо проводить дальнейшие исследования и эмпирическим путём подбирать растворы для травления.
