钛棒、钛管等钛合金材料在空气中的反应与温度有着密切的关联 |
作者:本站 发布时间:2021-12-28 浏览:512次 |
钛棒、钛管等钛合金材料 在空气中的反应,通常情况下是和氧、氮、氢这三种非金属元素反应,它们的反应过程和温度有着密切的关联。 钛在空气中和氧反应,低于100℃时是很慢的,500℃时也只是表面被氧化。随着温度的升高,表面氧化膜开始在钛中溶解,氧开始向金属内部品格扩散,但于700℃时氧还没有大量进入金属内部晶格。超过700℃时,氧向金属内部的扩散加速,在高温下表面氧化膜失去保护作用。 钛与氧的反应取决于钛存在的形态和温度。粉末钛在常温下的空气中,可因静电、火花、摩擦等作用下发生剧烈的燃烧或爆炸。但是,致密钛在常温下的空气中是很稳定的。 致密钛在空气中受热时,便开始与氧发生反应,最初氧进入钛表面晶格中,形成一层致密的氧化薄膜,这层表面氧化膜可防止氧向内部扩散,具有保护作用,因此钛在500℃以下的空气中是稳定的。其表面氧化膜的颜色与生成温度有关,在200℃以下为银白色,300℃时为淡黄色,400℃时为金黄色,500℃时为蓝色,600℃时为紫色,700~800℃时为红灰色,800—900℃时为灰色。 在纯氧中,钛与氧发生激烈反应的起始温度比在空气中低,约在500~600℃时钛便在氧气中燃烧。 常温下钛不与氮发生反应,但在高温下,钛是能在氮气中燃烧的少数金属元素之一,钛在氮气中燃烧温度约高于800度熔融钛与氮的反应十分激烈。钛与氮的反应,除了可生成钛的氮化物(Ti3N、TiN等)外,还形成Ti—N固溶体。当温度在500-550度时,钛开始明显地吸收氮,形成间隙固溶体;当温度达到600度以上时,钛吸氮的速度增加,在Ti—N固溶体中,由于氮以氮化钛形式进入钛晶格中,从而使钛相变温度增加,氮也是钛的稳定剂。于1050度下氮在中最大溶解度(质量分数)为7%,于2020度下在钛中最大溶解度(质量分数)为2%,但钛吸氮的速度比其吸氧的速度慢得多,因此钛在空气中主要是吸氧,吸氮则是次要的。 钛与氧的反应取决于钛存在的形态和温度。粉末钛在常温下的空气中,可因静电、火花、摩擦等作用下发生剧烈的燃烧或爆炸。但是,致密钛在常温下的空气中是很稳定的。 致密钛在空气中受热时,便开始与氧发生反应,最初氧进入钛表面晶格中,形成一层致密的氧化薄膜,这层表面氧化膜可防止氧向内部扩散,具有保护作用,因此钛在500℃以下的空气中是稳定的。其表面氧化膜的颜色与生成温度有关,在200℃以下为银白色,300℃时为淡黄色,400℃时为金黄色,500℃时为蓝色,600℃时为紫色,700~800℃时为红灰色,800—900℃时为灰色。 在纯氧中,钛与氧发生激烈反应的起始温度比在空气中低,约在500~600℃时钛便在氧气中燃烧。 常温下钛不与氮发生反应,但在高温下,钛是能在氮气中燃烧的少数金属元素之一,钛在氮气中燃烧温度约高于800度熔融钛与氮的反应十分激烈。钛与氮的反应,除了可生成钛的氮化物(Ti3N、TiN等)外,还形成Ti—N固溶体。当温度在500-550度时,钛开始明显地吸收氮,形成间隙固溶体;当温度达到600度以上时,钛吸氮的速度增加,在Ti—N固溶体中,由于氮以氮化钛形式进入钛晶格中,从而使钛相变温度增加,氮也是钛的稳定剂。于1050度下氮在中最大溶解度(质量分数)为7%,于2020度下在钛中最大溶解度(质量分数)为2%,但钛吸氮的速度比其吸氧的速度慢得多,因此钛在空气中主要是吸氧,吸氮则是次要的。 |