Коррозия представляет собой серьезную проблему для листов из титановых сплавов, особенно при уменьшении содержания неорганических кислот и определенных сред органических кислот, где поддержание пассивации оказывается затруднительным, что ускоряет скорость коррозии. Чтобы эффективно смягчить эту проблему, включение ингибиторов коррозии стало мощной стратегией. Эти ингибиторы, от ионов благородных металлов до ионов тяжелых металлов, окислительных неорганических соединений, окислительных органических соединений и хелатирующих органических ингибиторов, играют решающую роль в предотвращении коррозии. Однако из-за своей высокой стоимости ионы благородных металлов редко используются в качестве ингибиторов коррозии при восстановлении неорганических кислот. Ионы тяжелых металлов, таких как медь и железо, при достижении критических концентраций проявляют заметный эффект ингибирования коррозии.
Неорганические окислительные соединения, такие как азотная кислота, газообразный хлор, хлорат калия, дихромат калия, перманганат калия и перекись водорода, также демонстрируют свойства ингибирования коррозии. Для ингибирования аналогичным образом используются окислительные органические соединения, включая нитро- или нитрозосоединения и соединения азота. В отличие от окислительных органических соединений, хелатирующие органические ингибиторы ингибируют коррозию в любой концентрации, хотя и с различной эффективностью.
Обработка поверхности играет решающую роль в повышении коррозионной стойкости листов из титановых сплавов. Общие методы включают катодное окисление, термическое окисление, азотирование и технологии нанесения покрытий. Исследования показывают, что технологии нанесения покрытий обеспечивают наиболее заметное повышение коррозионной стойкости листов из титановых сплавов, превосходя даже коррозионную стойкость Ti-0,15Pd. Анодирование листов из титанового сплава обычно включает их погружение в 5–10% раствор (NH4)2SO4 и подачу постоянного напряжения 25 В, что эффективно устраняет поверхностное загрязнение железом, продлевает продолжительность пассивации и предотвращает поглощение водорода из-за загрязнения железом. Следовательно, международные стандарты требуют анодирования всего титанового оборудования. Чтобы усилить эффект анодирования, платиновая кислота натрия может иногда заменять сульфат аммония в растворе для анодирования для обеспечения превосходной коррозионной стойкости.
Термическое оксидирование, проводимое на воздухе, позволяет формировать более толстые термооксидные пленки рутилового-типа с более высокой кристалличностью на листах из титанового сплава, демонстрирующие превосходную коррозионную стойкость по сравнению с анодированными пленками. Процессы термического окисления обычно происходят при температуре 600–700 градусов в течение 10–30 минут, при этом чрезмерно высокие температуры или длительная продолжительность потенциально могут поставить под угрозу эффективность лечения.
Примечательно, что покрытия, содержащие палладий, демонстрируют замечательную эффективность при использовании листов из титановых сплавов. Палладий-содержащие покрытия часто содержат отложения оксида палладия или сплава палладия. Типичный метод получения покрытий PdO-TiO2 включает нанесение растворов PdCl4 и TiCl3 на поверхность листов титанового сплава с последующим нагревом при 500-600 градусов в течение 10-50 минут. Этот процесс можно повторить для достижения толщины покрытия, превышающей 1 г/м². Покрытия из сплавов палладия первоначально формируются посредством гальванического или вакуумного осаждения с последующей обработкой поверхности, такой как лазерное плавление поверхности или ионная имплантация, для повышения адгезии и коррозионной стойкости, превосходящей эффективность покрытий из оксида палладия.
В заключение отметим, что стратегическое внедрение ингибиторов коррозии и передовых методов обработки поверхности, таких как анодирование, термическое окисление и палладий-содержащие покрытия, является обязательным условием защиты листов из титановых сплавов от коррозии, обеспечивая длительный срок службы и производительность в различных средах.
