ไททาเนียมซับออกไซด์: วัสดุขั้นสูงที่ใช้งานได้หลากหลาย

Titanium suboxide, often referred to as titanium black, is an inorganic functional material characterized by its blue-black, free-flowing powder form. It is non-toxic, exhibits excellent thermal stability, high hydrogen and oxygen evolution overpotential. Its outstanding properties including corrosion resistance, wear resistance, superior electrical conductivity, and remarkable chemical stability. These attributes make it highly valuable across industries such as electrocatalytic oxidation for wastewater treatment, marine anti-corrosion, and as a conductive additive. Jet milling, also known as air jet milling or fluid energy milling, is the preferred technique for pulverizing titanium suboxide.

คุณสมบัติที่โดดเด่นของไทเทเนียมซับออกไซด์ในเฟสแมกเนลีเกิดจากโครงสร้างผลึกที่เป็นเอกลักษณ์ สามารถมองเห็นเป็นโครงข่ายของชั้นออกตาฮีดรา TiO₂ แต่มีความแตกต่างที่สำคัญคือการขาดออกซิเจนเป็นระยะ ยกตัวอย่างเช่น ใน Ti₄O₇ หลังจากชั้น TiO₂ ผ่านไปสองสามชั้น จะเกิดชั้นที่มีช่องว่างออกซิเจนขึ้น ทำให้เกิดระนาบเฉือนเชิงผลึก ภายในชั้นที่ขาดออกซิเจนเหล่านี้ อะตอมของไทเทเนียมจะชิดกันมากขึ้น ก่อตัวเป็นสายโซ่หรือแถบตัวนำ ที่สำคัญ เส้นทางตัวนำเหล่านี้ถูกปกป้องโดยชั้น TiO₂ ที่เสถียรทั้งสองด้าน ซึ่งทำให้วัสดุอย่าง Ti₄O₇ มีคุณสมบัติการนำไฟฟ้าสูงและความต้านทานการกัดกร่อนที่ดีเยี่ยม

พารามิเตอร์ที่เกี่ยวข้อง

ชื่อสินค้า	ไทเทเนียมซับออกไซด์
สูตรเคมี	ไทโอ₂ₙ₋₁
รูปแบบทางเคมี	แมกเนลีเฟสไททาเนียมซับออกไซด์
รูปร่าง	ดินปืนสีน้ำเงิน-ดำ
ค่าโทน L	< 16
เนื้อหา Ti₄O₇	≥ 95 %
ขนาดอนุภาคหลัก	0.5 ~ 1 ไมโครเมตร
ขนาดอนุภาคและความต้านทานที่สอดคล้องกัน	< 1 ไมโครเมตร：> 30 มิลลิโอห์ม·เมตร
	1 ~ 10 ไมโครเมตร：30 ~ 80 มิลลิโอห์ม·เมตร
	10 ~ 30 ไมโครเมตร：3 ~ 5 มิลลิโอห์ม·เมตร
	30 ~ 50 ไมโครเมตร: < 3 มิลลิโอห์ม·เมตร
	50 ~ 80 ไมโครเมตร: < 3 มิลลิโอห์ม·เมตร
ความต้านทานความร้อน (ในอากาศ)	< 600 องศาเซลเซียส
ความหนาแน่นสัมพัทธ์	3.6 ~ 4.3
สารละลายน้ำ	< 0.5 กรัม/มิลลิลิตร

พารามิเตอร์หลักและฟิลด์แอปพลิเคชัน

1. วัสดุอิเล็กโทรด

ไทเทเนียมซับออกไซด์มีความเสถียรทางเคมีและความต้านทานการกัดกร่อนที่ยอดเยี่ยม เหนือกว่าวัสดุอิเล็กโทรดอุตสาหกรรมทั่วไปส่วนใหญ่ รวมถึงไทเทเนียมซึ่งเป็นโลหะต้นกำเนิด ไทเทเนียมซับออกไซด์ยังคงเสถียรในสื่อที่มีฤทธิ์กัดกร่อนสูง เช่น สารละลายที่มีฟลูออไรด์และกรดไฮโดรคลอริก ซึ่งโลหะไทเทเนียมจะกัดกร่อนอย่างรวดเร็ว ยกตัวอย่างเช่น ไทเทเนียมซับออกไซด์แทบจะไม่มีปฏิกิริยากับกรดซัลฟิวริกหรือกรดออกซาลิก 40% ซึ่งกัดกร่อนโลหะไทเทเนียมอย่างรุนแรง

ตัวอย่าง	อิเล็กโทรไลต์	ลดน้ำหนัก (150 ชั่วโมง)	ลดน้ำหนัก (3500 ชั่วโมง)
โลหะไททาเนียม	1000 ppm F⁻	22%	100%
ไทเทเนียมซับออกไซด์	1000 ppm F⁻	0.017%	0.29%
โลหะไททาเนียม	4000 ppm F⁻	52%	100%
ไทเทเนียมซับออกไซด์	4000 ppm F⁻	0.66%	2.4%
โลหะไททาเนียม	HF/HNO₃/H₂O 2/10/88	100%	100%
ไทเทเนียมซับออกไซด์	HF/HNO₃/H₂O 2/10/88	0.56%	12.7%

2. การบำบัดน้ำเสียด้วยไฟฟ้าเคมี

เนื่องจากมีศักย์ไฟฟ้าสูงในการวิวัฒนาการออกซิเจน อิเล็กโทรดไทเทเนียมซับออกไซด์จึงเหมาะอย่างยิ่งสำหรับกระบวนการออกซิเดชันแบบแอโนด ซึ่งช่วยให้สามารถย่อยสลายสารมลพิษอินทรีย์ด้วยไฟฟ้าได้อย่างมีประสิทธิภาพในการใช้งานต่างๆ เช่น น้ำชะขยะจากหลุมฝังกลบ น้ำเสียที่มีฟีนอล น้ำทิ้งจากการย้อมผ้า น้ำเสียจากแหล่งน้ำมัน และน้ำเสียจากโรงพยาบาล นอกจากนี้ยังใช้ในการผลิตไฮโดรเจนด้วยไฟฟ้าจากน้ำทะเล การแยกเกลือออกจากน้ำทะเล การฆ่าเชื้อโรคในน้ำ และการผลิตโอโซน

3. แบตเตอรี่ตะกั่วกรดขั้นสูง

ในปี พ.ศ. 2555 บริษัท Atraverda Ltd. ได้จำหน่ายแบตเตอรี่ตะกั่ว-กรดแบบไบโพลาร์ที่ใช้ไทเทเนียมซับออกไซด์ แบตเตอรี่เหล่านี้มีน้ำหนักเบากว่า 40% เล็กกว่า 20% และมีความหนาแน่นพลังงานสูงกว่า 40% และมีอายุการใช้งานยาวนานกว่า 100% เมื่อเทียบกับแบตเตอรี่ตะกั่ว-กรดแบบเดิม นอกจากนี้ยังเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมากกว่า โดยใช้ตะกั่วน้อยกว่า 50% และปล่อย CO₂ น้อยกว่า 80% ในระหว่างการผลิต ยิ่งไปกว่านั้น แบตเตอรี่เหล่านี้ยังสามารถนำไปรีไซเคิลได้ทั้งหมดและคุ้มค่ากว่าแบตเตอรี่ทางเลือกอื่นๆ เช่น แบตเตอรี่ลิเธียมไอออน

4. แบตเตอรี่พลังงานใหม่

ตะกั่ว-กรด: ไทเทเนียมซับออกไซด์ (Ti₄O₇) ช่วยเพิ่มแรงยึดเกาะด้วย PbO₂ และช่วยรักษาโครงสร้างรูพรุนและความพรุนในระหว่างรอบการชาร์จ-ดิสชาร์จ ซึ่งช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการก่อตัวและการใช้ประโยชน์จากวัสดุแอคทีฟเชิงบวก การเพิ่มเส้นใย Ti₄O₇ ปริมาณเล็กน้อยลงในแบตเตอรี่แบบแผ่นเรียบสำหรับรถยนต์ พบว่าสามารถเพิ่มความจุได้ 15-17%

ลิเธียมไอออน: ไทเทเนียมซับออกไซด์เป็นสารเติมแต่งตัวนำไฟฟ้าในแคโทดของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน จึงสามารถใช้ทดแทนคาร์บอนแบล็กแบบเดิมได้ ช่วยเพิ่มสภาพนำไฟฟ้าของแคโทด กระจายกระแสไฟฟ้าได้สม่ำเสมอ ยกระดับแพลตฟอร์มแรงดันไฟฟ้าในการคายประจุ และเพิ่มการใช้วัสดุที่ใช้งาน การทดสอบเบื้องต้นบ่งชี้ว่าแรงดันไฟฟ้าในการคายประจุเพิ่มขึ้น 5% และพลังงานในการคายประจุก็เพิ่มขึ้นตามไปด้วย

5. การป้องกันแคโทดิกและการเคลือบป้องกันการกัดกร่อน

ไทเทเนียมซับออกไซด์มีคุณสมบัติการนำไฟฟ้าสูง (เหนือกว่ากราฟีนในบางมาตรฐาน) ทนทานต่อกรด/ด่าง ดูดซับรังสียูวี มีเสถียรภาพทางความร้อนสูง และกระจายตัวได้ดีในน้ำและเรซิน การผสมผสานระหว่าง “การนำไฟฟ้า + ความเฉื่อย” ทำให้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการปกป้องในระยะยาวในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง เช่น งานวิศวกรรมทางทะเลและอุปกรณ์เคมี การผสมอนุภาคไทเทเนียมซับออกไซด์ลงในสารเคลือบป้องกันการกัดกร่อน (เช่น อีพอกซี โพลียูรีเทน) ช่วยส่งเสริมการกระจายประจุอย่างสม่ำเสมอ ป้องกันการกัดกร่อนแบบกัลวานิกเฉพาะจุด การศึกษาแสดงให้เห็นว่าสารเคลือบที่ปรับปรุงด้วยไทเทเนียมซับออกไซด์จะสร้างการป้องกันแบบแคโทดิกได้เร็วกว่าและคงประสิทธิภาพได้นานกว่าเมื่อเทียบกับสารตัวเติมเฉื่อยแบบเดิม

6. เม็ดสีขั้นสูง

ไทเทเนียมซับออกไซด์เฟส Magnéli มีค่าการนำไฟฟ้าสูง จึงสามารถนำไปใช้เป็นรงควัตถุป้องกันไฟฟ้าสถิตย์และรงควัตถุนำไฟฟ้าสำหรับสารเคลือบและหมึกพิมพ์ สามารถทดแทนคาร์บอนแบล็กเพื่อให้ได้สารเคลือบสีดำสนิทนำไฟฟ้าที่ทนทานต่อสภาพอากาศได้อย่างเหนือชั้น นอกจากนี้ โครงสร้างผลึกของสารยังดูดซับแสงที่มองเห็นได้อย่างดีเยี่ยม ให้สีเทาเข้มไปจนถึงดำ ทนความร้อนได้ดีกว่าคาร์บอนแบล็ก (เหมาะสำหรับเซรามิกและสารเคลือบที่อุณหภูมิสูง) และไม่เป็นพิษ จึงสามารถใช้แทนรงควัตถุสีดำที่มีส่วนประกอบของโคบอลต์หรือโครเมียมที่เป็นอันตรายได้ รงควัตถุผสม TiO₂ ยังสามารถออกแบบเพื่อควบคุมกิจกรรมการเร่งปฏิกิริยาด้วยแสง ลดการเสื่อมสภาพจากรังสียูวี และเพิ่มความทนทานของสารเคลือบและคุณสมบัติป้องกันการเกาะติด ด้วยการควบคุมสัณฐานวิทยาและขนาดของอนุภาค จึงสามารถสร้างเอฟเฟกต์พิเศษ เช่น ความวาวแบบโลหะสำหรับสารเคลือบยานยนต์และสารตกแต่ง

การเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานด้วยการประมวลผลขั้นสูง

คุณสมบัติการทำงานที่โดดเด่นของไทเทเนียมซับออกไซด์นั้นขึ้นอยู่กับลักษณะของผงเป็นอย่างมาก ซึ่งรวมถึงความบริสุทธิ์ การกระจายตัวของขนาดอนุภาค และสัณฐานวิทยา เพื่อให้ได้ประสิทธิภาพสูงสุด จำเป็นต้องหลีกเลี่ยงการปนเปื้อนระหว่างกระบวนการ การบดแบบเจ็ท หรือที่รู้จักกันในชื่อการบดแบบเจ็ทอากาศ หรือการบดแบบพลังงานของไหล เป็นเทคนิคที่นิยมใช้ในการบดไทเทเนียมซับออกไซด์ วิธีการนี้ใช้เจ็ทความเร็วสูงของอากาศอัดหรือก๊าซ เพื่อให้ได้การบดและจำแนกประเภทด้วยอากาศที่ละเอียดเป็นพิเศษ โดยไม่มีชิ้นส่วนเคลื่อนไหวทางกลใดๆ สัมผัสกับวัสดุ กระบวนการบดแบบลมช่วยให้มั่นใจได้ว่า:

ความบริสุทธิ์โดยสมบูรณ์: ไม่มีการปนเปื้อนของโลหะจากสื่อบด

การป้องกันความร้อน: การบดด้วยเจ็ทอุณหภูมิต่ำช่วยป้องกันการเปลี่ยนแปลงเฟสหรือการเกิดออกซิเดชัน

คุณภาพผงที่เหนือกว่า: ผลิตอนุภาคทรงกลมที่มีการกระจายขนาดแคบ เหมาะสำหรับการผลิตอิเล็กโทรด การเคลือบ และวัสดุคอมโพสิต

ไทเทเนียมซับออกไซด์ (Ti₄O₇) มีโครงสร้างเฟส Magnéli ที่เป็นเอกลักษณ์และมีค่าการนำไฟฟ้าสูง แสดงให้เห็นถึงประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยมในแบตเตอรี่ การปกป้องสิ่งแวดล้อม และการป้องกันการกัดกร่อน ไทเทเนียมซับออกไซด์ทำหน้าที่เป็นวัสดุหลักสำหรับแบตเตอรี่ตะกั่ว-กรดแบบไบโพลาร์ที่เบากว่าและมีประสิทธิภาพมากขึ้น เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาไฟฟ้าที่ทรงพลังสำหรับย่อยสลายสารมลพิษในน้ำเสียที่ฝังแน่น และเป็นส่วนประกอบที่ทนทานและนำไฟฟ้าได้สำหรับระบบป้องกันการกัดกร่อนที่มีอายุการใช้งานยาวนาน

ผงมหากาพย์

ผงมหากาพย์ ให้บริการแบบสั่งทำพิเศษ การกัดเจ็ท solutions for industries seeking to leverage the full potential of advanced materials like titanium suboxide. Our equipment is engineered to deliver the contamination-free, low-temperature air grinding essential for producing high-purity, functional powders. If your application demands the superior performance of precisely processed materials, contact Epic Powder to discover how our jet pulverization expertise can enhance your product’s performance and reliability.