La corrosione rappresenta una sfida significativa per i fogli di leghe di titanio, in particolare nella riduzione degli acidi inorganici e di specifici ambienti di acidi organici dove il mantenimento della passivazione risulta difficile, accelerando i tassi di corrosione. Per mitigare efficacemente questo problema, l’incorporazione di inibitori della corrosione è emersa come una potente strategia. Questi inibitori, che vanno dagli ioni di metalli nobili agli ioni di metalli pesanti, composti inorganici ossidativi, composti organici ossidativi e inibitori organici chelanti, svolgono un ruolo cruciale nella prevenzione della corrosione. Tuttavia, a causa del loro costo elevato, gli ioni di metalli nobili vengono utilizzati con parsimonia come inibitori della corrosione nella riduzione degli acidi inorganici. Gli ioni di metalli pesanti come rame e ferro, una volta raggiunte concentrazioni critiche, mostrano notevoli effetti di inibizione della corrosione.
Anche i composti ossidativi inorganici come l'acido nitrico, il gas di cloro, il clorato di potassio, il dicromato di potassio, il permanganato di potassio e il perossido di idrogeno dimostrano proprietà di inibizione della corrosione. I composti organici ossidativi, compresi i composti nitro o nitroso e i composti dell'azoto, vengono impiegati in modo simile per l'inibizione. A differenza dei composti organici ossidativi, gli inibitori organici chelanti esercitano un’inibizione della corrosione a qualsiasi concentrazione, anche se con efficacia variabile.
I trattamenti superficiali svolgono un ruolo fondamentale nel migliorare la resistenza alla corrosione dei fogli in lega di titanio. Le tecniche comuni includono le tecnologie di ossidazione catodica, ossidazione termica, nitrurazione e rivestimento. La ricerca indica che le tecnologie di rivestimento offrono i miglioramenti più pronunciati nella resistenza alla corrosione per i fogli di leghe di titanio, superando anche la resistenza alla corrosione del Ti-0,15Pd. L'anodizzazione dei fogli in lega di titanio comporta in genere l'immersione in una soluzione al 5%-10% (NH4)2SO4 e l'applicazione di una tensione di 25 V CC, eliminando efficacemente la contaminazione da ferro superficiale, prolungando la durata della passivazione e prevenendo l'assorbimento di idrogeno dalla contaminazione da ferro. Di conseguenza, gli standard internazionali impongono l’anodizzazione per tutte le apparecchiature in titanio. Per migliorare gli effetti dell'anodizzazione, l'acido platinico di sodio può talvolta sostituire il solfato di ammonio nella soluzione di anodizzazione per una resistenza alla corrosione superiore.
I trattamenti di ossidazione termica condotti in aria consentono la formazione di pellicole di ossido termico di tipo rutile- più spesse e con cristallinità più elevata su fogli di lega di titanio, che mostrano una resistenza alla corrosione superiore rispetto alle pellicole anodizzate. I processi di ossidazione termica avvengono tipicamente a temperature comprese tra 600-700 gradi per 10-30 minuti, con temperature eccessivamente elevate o durate prolungate che potrebbero compromettere l'efficacia del trattamento.
In particolare, i rivestimenti contenenti palladio mostrano una notevole efficacia nelle applicazioni con fogli di leghe di titanio. I rivestimenti contenenti palladio-spesso comprendono depositi di ossido di palladio o leghe di palladio. Un metodo tipico per preparare rivestimenti PdO-TiO2 prevede l'applicazione di soluzioni di PdCl4 e TiCl3 su superfici di fogli di lega di titanio, seguite dal riscaldamento a 500-600 gradi per 10-50 minuti. Questo processo può essere ripetuto per ottenere spessori di rivestimento superiori a 1 g/m². I rivestimenti in lega di palladio vengono inizialmente formati mediante elettroplaccatura o deposizione sotto vuoto, seguiti da trattamenti di lega superficiale come la fusione superficiale al laser o l'impianto ionico per migliorare l'adesione e la resistenza alla corrosione, superando l'efficacia dei rivestimenti in ossido di palladio.
In conclusione, l'implementazione strategica di inibitori della corrosione e tecniche avanzate di trattamento superficiale, come anodizzazione, ossidazione termica e rivestimenti contenenti palladio-, è fondamentale per rafforzare i fogli di lega di titanio contro le sfide della corrosione, garantendo durata e prestazioni prolungate in diversi ambienti.
