Seperti eksplorasi-laut dalam serta minyak dan gasKarena pengembangannya terus merambah ke perairan yang lebih dalam, titanium dan paduan titanium, sebagai bahan inti untuk peralatan laut-dalam yang penting, juga menghadapi pengujian berat di lingkungan ekstrem. Namun, tidak ada pemahaman sistematis dari skala atom hingga makroskopis tentang bagaimana tekanan air statis di laut dalam mempengaruhi kinerja film pasif permukaan titanium.
Baru-baru ini, Institut Teknologi dan Rekayasa Material dari Akademi Ilmu Pengetahuan Tiongkok Ningbo telah membuat terobosan penting untuk masalah ini. Melalui perhitungan dan pengujian, tim peneliti secara sistematis mengungkap pertumbuhan, evolusi, dan perilaku kegagalan film pasif titanium di bawah tekanan air statis untuk pertama kalinya.
Penelitian ini telah menemukan efek pengaturan ganda tekanan air statis pada film pasivasi titanium: Pada tahap awal pasivasi, lingkungan bertekanan tinggi mendorong difusi elemen oksigen ke dalam, mempercepat pertumbuhan lapisan film dan meningkatkan kemampuan perlindungan awal; namun, selama layanan-tekanan tinggi-jangka panjang atau ketika lapisan film rusak dan memerlukan perbaikan, tekanan tersebut akan menginduksi kristalisasi lokal film pasivasi amorf, membentuk fase kristal TiO yang metastabil. Batas kristal yang dihasilkan menjadi saluran permeasi ion, melemahkan kemampuan-perbaikan mandiri lapisan film dan menyebabkan penurunan ketahanan terhadap korosi.
Penelitian ini mengklarifikasi mekanisme inti transformasi struktur "amorf-kristal" dan penurunan kinerja film pasivasi, serta mengidentifikasi bahwa kandungan oksigen dan struktur fase kristal merupakan faktor kunci yang mengatur ketahanan korosi material titanium laut dalam-. Pencapaian ini memberikan dukungan teoretis untuk optimalisasi komposisi dan desain perlindungan permukaan paduan titanium laut dalam, membantu menilai masa pakai material peralatan laut dalam dengan lebih akurat, dan mendorong peningkatan teknologi material utama laut dalam.