Derin-deniz araştırmaları, petrol ve gazKritik derin deniz ekipmanlarının temel malzemeleri olan titanyum ve titanyum alaşımları, aynı zamanda zorlu ortamlarda ciddi testlerle karşı karşıya olduğundan, geliştirme çalışmaları daha derin sulara, titanyum ve titanyum alaşımlarına doğru ilerlemeye devam ediyor. Ancak derin denizdeki statik su basıncının titanyumun yüzey pasif filminin performansını nasıl etkilediğine dair atomik ölçekten makroskobik ölçeğe kadar sistematik bir anlayış mevcut değildir.
Son zamanlarda Çin Bilimler Akademisi'nin Ningbo Malzeme Teknolojisi ve Mühendisliği Enstitüsü bu soruna yönelik önemli bir atılım gerçekleştirdi. Araştırma ekibi hesaplamalar ve testlerle ilk kez titanyumun pasif filminin statik su basıncı altında büyümesini, gelişimini ve arıza davranışını sistematik olarak ortaya çıkardı.
Araştırma, titanyum pasivasyon filmi üzerinde statik su basıncının ikili düzenleyici etkisini keşfetti: Pasivasyonun ilk aşamasında, yüksek-basınçlı ortam, oksijen elementlerinin içe doğru difüzyonunu teşvik ederek film tabakasının büyümesini hızlandırır ve başlangıçtaki koruyucu yeteneği artırır; ancak, uzun-dönemli yüksek{-basınçlı servis sırasında veya film tabakası hasar gördüğünde ve onarıma ihtiyaç duyduğunda, basınç amorf pasifleştirme filminin lokal kristalleşmesine neden olacak ve yarı kararlı bir TiO kristal fazı oluşturacaktır. Ortaya çıkan kristal sınırları iyon geçirgenlik kanalları haline gelir, film tabakasının kendi kendini-onarabilme yeteneğini zayıflatır ve korozyon direncinin azalmasına yol açar.
Bu araştırma, pasifleştirme filminin "amorf-kristalin" yapısal dönüşümünün ve performans bozulmasının temel mekanizmasını açıklığa kavuşturdu ve oksijen içeriği ile kristal faz yapısının, derin deniz titanyum malzemelerinin korozyon direncini düzenleyen temel faktörler olduğunu belirledi. Bu başarı, derin-deniz titanyum alaşımlarının bileşim optimizasyonu ve yüzey koruma tasarımı için teorik destek sağlar, derin-deniz ekipmanı malzemelerinin hizmet ömrünün daha doğru bir şekilde değerlendirilmesine yardımcı olur ve önemli derin-deniz malzemelerinin teknolojik olarak yükseltilmesini teşvik eder.