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介绍
二氧化钛（TiO2）是由于其许多所需的性能，相对较低的成本和卓越性能，是广泛的应用中最广泛研究和测试的金属氧化物之一。此外，巨大的资源一直专用于研究可以产生与该化学化合物集成的表面的不同涂层工艺。
也称为氧化钛或二氧化钛，二氧化钛是天然存在的氧化物钛根据其环境暴露的性质，有几种化学成分。（了解有关钛的更多信息您的耐腐蚀金属指南。）当钛金属氧化在水环境中时，特别是二氧化钛。
二氧化钛主要用作油漆和涂料中的活性成分清漆- 占全球总消费总量的80％以上。印刷油墨，纤维，弹性体，防晒霜，食品着色和化妆品占用的剩余时间。
什么是二氧化钛？
在众多用于涂层应用的金属氧化物中，二氧化钛最受到科学界的关注。这种化合物具有粉状的白色外观，如前所述，由于其特殊的耐腐蚀和耐腐蚀性能，通常用作油漆和涂料的添加剂表面钝化特性。
虽然二氧化钛是由氧气和钛之间的反应形成的，但它也可以通过从自然存在的矿物中提取得到。钛铁矿矿石(FeTiO3.）目前是世界上最突出的二氧化二钛钛。金红石是下一个最丰富的二氧化钛源，其矿石中有超过98％的化合物。二氧化钛的其他来源包括Anatase，Perovskite（CATIO3.）和钛铁矿（Catisio5.）。
真相＃1：二氧化钛的耐腐蚀性超过其他可比较的金属氧化物
除了它硬度在耐磨性方面，二氧化钛以其优越的耐腐蚀性而闻名。二氧化钛电影非常稳定，易受少数物质攻击（例如，氢氟酸）。这使涂有二氧化钛的组分能够抵抗盐水和一些酸性环境中的腐蚀。
这种腐蚀性主要是由于缺乏相互关联的毛孔通常为腐蚀性介质提供到达金属基板的优先路径。即使是少量的二氧化钛，也能极大地改善油漆和涂料的性能。多项研究表明，在氧化铝中加入3%的二氧化钛可以显著提高涂层的韧性和耐腐蚀性。
当钛金属暴露在环境中自然形成时，二氧化钛是高度稳定的，并紧紧附着在金属表面，形成一个保护屏障，防止进一步的空气和湿气的侵入。在室温下，洁净的钛表面暴露在空气中后，二氧化钛薄膜立即形成。曝光时的初始膜厚约为12-16 Å厚(1 Å = 1 × 10)-10年m）。薄膜的厚度继续稳定地生长，直到70天达到50埃的厚度，最终在四年后达到250埃。
在非常氧化条件下可以加速二氧化钛膜生长，如高温，阳极极化在电解质或暴露于特异性氧化剂时（例如，HNO3.，CRO.3.）。
真相＃2：二氧化钛薄膜不受腐蚀
虽然二氧化钛是一种高效的腐蚀屏障，但它很容易受到特定化学化合物的攻击。二氧化钛薄膜的劣化将基材暴露于外部环境并产生额外的腐蚀;因此导致显着的物质损失。（可以找到更多信息有5件事要了解和理解钛腐蚀。）
例如，已知氟化物和过氧化氢缓慢恶化二氧化钛膜。氢氟酸，虽然被认为是相对弱酸，但由高反应性分子组成，这对于钛具有极其侵蚀的分子。研究表明，30ppm以上的氢氟酸浓度可对这些保护氧化物膜具有破坏性影响。
二氧化钛腐蚀保护的有效性也可能受到无水环境的严重影响，即，没有水分的环境。由于二氧化钛通常在水性环境中形成，因此缺水阻碍了薄膜自我愈合或提供电流保护的能力。
真相＃3：二氧化钛对身体流体具有高度抗性
二氧化钛的合并理想的机械性能，耐腐蚀，耐化学性和整体生物相容性使其成为涂层医疗器械和植入物的流行选择。其生物相容性主要是由于其惰性和有效的钝化性能。
尽管二氧化钛是一种有效的保护层，但是存在一些情况，其中可能不足以在体液的作用下保持稳定性，以提供全腐蚀保护。二氧化钛层的劣化可导致释放金属离子进入附近的组织。这可以对身体的防御机制和细胞活性产生不利影响，这最终可能最终引发炎症反应，甚至导致植入物排斥。例如，已经发现一些钛合金元素是细胞毒性（对细胞毒性），从而产生对组织的不利影响。
幸运的是，氧化钛表面可以通过多种方法进行改性，以提高其耐腐蚀性，以满足生物相容性要求。热处理已成为一种简单而有效的技术，可以创造薄而牢固的抗粘酶。该层包括明确定义的形态和晶体学，通过阻碍潜在危险离子的释放来增强薄膜的整体生物相容性。
结论
二氧化钛薄膜和涂层提供的腐蚀保护优于其他同类金属氧化物。这主要归因于其缺乏相互连通的孔隙，而这些孔隙易于形成腐蚀。这种氧化物的生物相容性特性使其成为少数几种可以安全地用于需要与人体皮肤和组织接触的医疗应用的氧化物之一。
尽管二氧化钛有许多令人满意的特性，但应该注意的是，它并不是不受腐蚀的。特定的化学物质和无水环境会破坏保护氧化层，使底层的基材容易恶化。
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