Като дълбоководни-проучвания и нефт и газТъй като развитието продължава да навлиза в по-дълбоки води, титанът и титановите сплави, като основни материали за критично-морско оборудване, също са изправени пред сериозни изпитания в екстремни среди. Въпреки това, няма систематично разбиране от атомен до макроскопичен мащаб за това как статичното водно налягане в дълбокото море влияе върху работата на титановия повърхностен пасивен филм.
Наскоро Институтът по технология на материалите и инженерството в Нинбо към Китайската академия на науките направи важен пробив за този проблем. Чрез изчисления и тестове изследователският екип за първи път систематично разкри растежа, еволюцията и поведението при повреда на пасивния филм от титан под статично водно налягане.
Изследването откри двойния регулаторен ефект на статичното водно налягане върху титановия пасивиращ филм: в началния етап на пасивиране околната среда с високо-налягане насърчава дифузията навътре на кислородни елементи, ускорявайки растежа на филмовия слой и повишавайки първоначалната защитна способност; въпреки това, по време на дългосрочно-работа под високо-налягане или когато филмовият слой е повреден и се нуждае от ремонт, налягането ще предизвика локална кристализация на аморфния пасивиращ филм, образувайки метастабилна кристална фаза на TiO. Получените кристални граници се превръщат в канали за проникване на йони, отслабвайки способността за само-възстановяване на филмовия слой и водещи до намаляване на устойчивостта на корозия.
Това изследване изясни основния механизъм на „аморфно-кристалната“ структурна трансформация и влошаване на производителността на пасивиращия филм и установи, че съдържанието на кислород и структурата на кристалната фаза са ключовите фактори, регулиращи устойчивостта на корозия на дълбоководните титанови материали. Това постижение предоставя теоретична подкрепа за оптимизиране на състава и проектиране на защита на повърхността на дълбоководни титанови сплави, помага за по-точна оценка на експлоатационния живот на материалите за дълбоководно-оборудване и насърчава технологичното надграждане на ключови дълбоководни-материали.