I dati potenziali dell'elettrodo della reazione elettrodo del titanio mostrano che la sua superficie è molto attiva ed è generalmente coperta dal film di ossido formata naturalmente nell'aria. Pertanto, l'eccellente resistenza alla corrosione del titanio deriva dal fatto che esiste sempre una forte adesione e un film protettivo di ossido sulla superficie del titanio. In effetti, la stabilità di questo film di ossido naturale determina la resistenza alla corrosione del titanio. Teoricamente, il rapporto P/B del film di ossido protettivo deve essere maggiore di 1. Se è inferiore a 1, il film di ossido non può coprire completamente la superficie metallica, quindi non può svolgere un ruolo protettivo. Se il rapporto è troppo grande, lo stress di compressione nel film di ossido aumenterà di conseguenza, il che è facile causare la rottura del film di ossido e non svolgerà un ruolo protettivo. Il rapporto P/B del titanio varia da 1 a 2,5 in base alla composizione e alla struttura del film di ossido. Da questo punto di base, il film di ossido di titanio può avere migliori prestazioni protettive.
Quando la superficie del titanio è esposta all'atmosfera o alla soluzione dell'acqua, genererà automaticamente un nuovo film di ossido immediatamente, ad esempio, lo spessore del film di ossido è di circa 1 2 ~ 1,6 nm e si addensa con il tempo, si addenserà naturalmente a 5 Nm dopo 70 giorni e aumenta gradualmente a 8 ~ 9 nm dopo 545 giorni. Le condizioni di ossidazione artificialmente migliorate (come il riscaldamento, l'uso di ossidazione ossidante o anodica) possono accelerare la crescita del film di ossido sulla superficie del titanio e ottenere un film di ossido relativamente spesso, migliorando così la resistenza alla corrosione del titanio. Pertanto, il film di ossido formato da ossidazione anodica e ossidazione termica migliorerà significativamente la resistenza alla corrosione del titanio.
Il film di ossido di titanio (incluso film di ossido termico o film di ossido anodico) non è di solito una singola struttura e la composizione e la struttura del suo ossido variano con le condizioni di formazione. In generale, l'interfaccia tra il film di ossido e l'ambiente può essere TiO2, mentre l'interfaccia tra il film di ossido e il metallo può essere dominata da TiO2. Nel mezzo, potrebbero esserci strati di transizione con diversi stati di valenza, anche ossidi equivalenti non chimici, il che significa che il film di ossido di titanio ha una struttura a più strati. Per quanto riguarda il processo di formazione di questo film di ossido, non può essere semplicemente inteso come la reazione diretta tra titanio e ossigeno (o ossigeno nell'aria). Molti ricercatori hanno proposto vari meccanismi. Gli ex lavoratori dell'Unione Sovietica credevano che l'idruro fosse stato generato per la prima volta, e poi il film di ossido era formato sull'idruro.