钛网在海水中的耐腐蚀性及应用

• 一丶钛网在海水中为什么耐腐蚀及原理

1. 钛网致密氧化膜耐腐蚀

   钛网是由钛金属生产，如果要阐述钛网的耐腐蚀性就要研究钛的耐腐蚀性及原理。钛是具有强烈钝化倾向的金属。然而钛的热力学数据表明，钛属于热力学及不稳定的金属。钛能够溶解生产Ti2+其标准电极电位很负(-1.63V)，其表面总是覆盖一层纯钛的氧化膜。这样就使钛的稳定电位稳定的偏向正值。

   例如钛网在25℃的海水中稳定电位约为+0.09V。钛网做电极时反应的电位数表明，其表面十分活泼，通常覆盖着一层氧化膜，这层膜是在空气中自然生产的，正是这层稳定、附着性强、保护性强的氧化膜，决定了钛网的优异的耐腐蚀性能。

   所以由纯钛原料生产的钛网在空气中和氧化性或中性水溶液中能迅速生产一层稳定的氧化性保护膜，即使因为某些原因氧化膜遭到破坏，也能迅速恢复。例如在室温大气中氧化膜的后代约为1.2-1.6nm，并随着时间的延长而增厚。70天之后自然曾厚道5nm，545天以后逐渐增加到8-9nm。人为强化氧化条件(例如加热、采用氧化剂或阳极氧化等)可以加速表面氧化膜的生长并得到较厚的氧化膜，都会明显提高钛的耐腐蚀性。
   

   钛网的氧化膜(包括热氧化膜或阳极氧化膜)通常不是单一的结构，其氧化物的成分和结构随生成条件而变化。一般情形下，在氧化膜与环境的界面可能是TiO2,然而在氧化膜与金属界面可能是TiO为主。中间可能存在不同价态的过渡层，甚至是非化学当量的氧化物，这就表示钛的氧化膜从在着多层结构。因此钛网在氧化性、中性介质中具有优越的耐腐蚀性。

       钛网与氧和氮发生反应，很容易在钛网表面形成一层稳定性极高的、致密的、与基体结合牢固的氧化膜或氮化膜，隔绝了腐蚀性介质进一步腐蚀钛网基体，和铝类似，钛网表面的氧化层耐蚀性能非常好，非常耐氯离子的腐蚀，可以说氯离子基本对钛网的氧化膜没有腐蚀，所以在海水中非常耐蚀。因此，在海水中，钛网的抗蚀性比铝合金、不锈钢、镍基合金都好。

2. 钛网表面涂层耐腐蚀

   钛网是一种由纯钛丝方孔编织生产的过滤网，纯钛丝在冷拉拔时会进行涂覆拉丝石墨涂层，一是可保证纯钛丝丝径均匀、公差小，二是润滑模具提高生产效率，三是拉丝石墨乳与纯钛丝基材结合十分紧密，涂层厚度约为20微米，当带有拉丝石墨乳涂层的钛网浸泡在海水中使用时，涂层可以有效隔离钛网与海水接触，防止海水腐蚀钛网，可以说石墨乳涂层赋予钛网在海水中更好的耐腐蚀性，提高其使用寿命。

3. 总结：氧化膜为钛网提供化学层面的耐腐蚀性，那么拉丝石墨乳涂层为钛网提供了物理层次的耐腐蚀性。

• 二丶钛网在海水中的应用

工业纯钛在一英里（1.6km）多深的海洋中停放多年后，没有产生任何腐蚀现象，虽然在钛表面沉积了一层海洋附着物，但未出现点腐和裂隙腐蚀。无论在静止的或是在高速流动的海水中，钛都具有特殊的稳定性，而铜合金或铝合金在海水流速达36.6m/s时，腐蚀速度会很快，故钛被认为是当今适于海水中使用的的耐腐蚀材料之一。

1. 海水淡化工程

   钛网在海水中具有优异的耐腐蚀性能，在海水中浸5年不锈蚀，钢铁在海水中则会腐蚀变质。海水无法腐蚀它所以钛网被用来制造海水淡化工程中的钛网滤芯，设计寿命20年以上。

2. 海水养殖

   正是钛网在海水中优异的耐腐蚀性能钛网制造的海水养殖箱使用寿命长，免于频繁更换，受到海水养殖企业的热烈欢迎。

3. 氯碱工程—膜极距离子膜电解槽

   说到钛网在海水中的应用为什么会涉及到氯碱行业电解槽？我们知道海水中对金属威胁的当属氯离子，而电解槽工作原理就是电解氯化钠水溶液生产氢氧化钠，氯化钠水溶液中氯离子的含量非常高，这时候钛网制造的电解槽钛网阳极正好可以担当此重任而被大量应用。

• 三丶钛网在海水中应用困境与前景

随着社会经济发展，随着装备制造尤其是向海洋深处进军的步伐，钛网近年来愈发受到人们关注，钛网制造的各种海水滤芯虽然耐腐蚀性好，但是相对于不锈钢、铝等金属滤芯造价偏高，受成本影响钛网在大面积应用时受阻。

但是我们应该认识到，钛网制备的海水滤芯虽然初次采购成本高，可其使用时间长，寿命是不锈钢滤芯的10倍甚至几十倍，平均日使用成本低，并且免于频繁更换滤网滤芯，节约大量人工成本，更解决更换滤网滤芯时生产线停产问题，提高生产效率。