а повітрі насамперед утворюється окисна плівка, яка значною мірою захищає титан від взаємодії з азотом. При підвищенні температури до 400 Лљ С починається деякий розчинення окисної плівки в глиб металу, відбувається порушення структури поверхневої плівки, в результаті чого взаємодія титану з азотом повітря інтенсифікується.
У середовищі азоту взаємодія титану з азотом при 20 Лљ С виявляється тільки по зміні кольору поверхні металу.
Азот здатний розчинятися в титані; до 550 Лљ С дифузія іонів азоту в глиб металу протікає повільно, але різко активізується при 700 Лљ С. Навіть незначний вміст азоту в титані призводить до помітного збільшення його твердості. Азотування є ефективним засобом підвищення зносостійкості титану.
Взаємодія титану з водою. При хімічній взаємодії титану з водою за схемою
В
Протікають одночасно два процес: поглинання титаном водню та освіта окисних сполук.
Збільшення вмісту кисню в титановій губці при окисленні у воді при температурі до 100 Лљ С пропорційно квадрату температури
В
Окислення титану у воді протікає інтенсивно; збільшення вмісту кисню в титані в результаті взаємодії з водою більш ніж у десять разів перевищує окислення на повітрі при тих же температурах, вміст водню в титані після контакту з водою зростає в 3-4 рази.
Взаємодія титану з воднем. При взаємодії титану з воднем утворюється гідрид титану (TiH 2 ). Крім того, титан поглинає близько 30% (ат.) водню, який займає октаедричні порожнечі решітки. Якщо адсорбувати незначна кількість водню, то спостерігається тільки розширення кристалічної решітки без зміни типу її структури. Подальша адсорбція створює значне напруження. Багатшою воднем фазі відповідає формула TiH 2 .
Адсорбований при підвищених температурах водень не залишається тільки на поверхні. Водень дифундує в титан з дуже великими швидкостями. Так, наприклад, при 500 Лљ С коефіцієнт дифузії водню в О¬-титані становить 1,5 О‡ 10 -5 см 2 /сек.
Висо кая швидкість дифузії водню в титані визначає високу інтенсивність їх взаємодії. Дифузія водню в титан відбувається через щілини і інші місця порушення структури металу. За цим швидким процесом слід повільна дифузія водню і його розчинення в металі з утворенням твердого розчину. Після того як освіта твердого розчину буде закінчено, значна кількість водню може бути адсорбувати на поверхні міжкристалічних щілин, що призведе до поглинання водню в кількості, більшій стехіометричного.
Поглинання титаном водню - процес зворотний, при температурі вище 800 Лљ С водень може бути повністю видалений з титану.
Ретельна дегазація дозволяє усунути один з продуктів реакції титану з водою, однак окисні сполуки повністю залишаються в металі і призводять до погіршення його якості. У зв'язку з тим, що першим етапом взаємодії титану з водою є фізична адсорбція парів води з повітря, ц...
