Defnyddir sodiwm borate (Na₂B₄O₇) ar grynodiad 8% a 95 gradd fel asiant byffro ac atalydd cyrydiad. Gall ïonau borate (B₄O₇²⁻) ffurfio ffilm amddiffynnol ar ditaniwm, ond mae sefydlogrwydd y ffilm hon yn dibynnu ar y crynodiad borate ar yr wyneb metel. O dan wresogi cylchol, mae'r graddiant tymheredd ar draws yr haen ffin yn achosi i ïonau borate fudo neu waddodi. Mae graddiant crynodiad yn datblygu, gyda chrynodiad borate uwch yn y toddiant swmp oerach a chrynodiad is ar wyneb y tiwb poeth. Mae'r graddiant hwn yn ansefydlogi'r ffilm oddefol, gan arwain at deneuo lleol. Mae'r ffilm goddefol yn parhau i fod yn sefydlog pan fo'r crynodiad borate ar yr wyneb yn fwy na 2%.

Mecanwaith Ffurfiant Graddiant Crynodiad Borate

O dan{0}}gynhesu cyflwr cyson, mae ïonau borate yn tryledu tuag at yr arwyneb titaniwm poeth, ond mae trylediad thermol (effaith Soret) yn eu gyrru i ffwrdd o'r arwyneb poeth. Mae'r effaith net yn haen ffin wedi'i disbyddu, gyda'r crynodiad borate ar wyneb y tiwb 10-30% yn is nag yn y toddiant swmp. Yn ystod gwresogi cylchol (ar-oddi ar gylchoedd), mae'r graddiant crynodiad yn osgiladu. Pan fydd y gwresogydd yn beicio i ffwrdd, mae'r wyneb yn oeri, ac mae ïonau borate yn ymledu yn ôl tuag at yr wyneb, gan achosi goddefiad dros dro. Pan fydd y gwresogydd yn cylchredeg ymlaen eto, mae'r graddiant yn ailsefydlu, ac mae'r arwyneb yn mynd yn disbyddu. Mae'r disbyddiad a'r adferiad cylchol hwn yn rhoi straen ar y ffilm oddefol, gan arwain at gracio a asglodi.

Sefydlogrwydd Ffilm Goddefol Meintiol fel Swyddogaeth Crynodiad Borate Arwyneb

Mae profion dan reolaeth mewn 8% sodiwm borate (crynodiad swmp) ar 95 gradd o dan wresogi cylchol (1 awr ymlaen, 1 awr i ffwrdd) wedi sefydlu sefydlogrwydd ffilm goddefol ar gyfer titaniwm Gradd 2 ar wahanol grynodiadau borate arwyneb. Ar grynodiad arwyneb o 4-5% (wedi'i gyfoethogi), mae trwch y ffilm goddefol yn 5-8 nm, mae'r ffilm yn sefydlog ac yn ymlynol, ac nid oes unrhyw dyllu yn digwydd ar ôl 1,000 o gylchoedd. Ar 3-4% (bron â swmp), mae'r trwch yn 3-5 nm, mae'r ffilm yn weddol sefydlog, ac mae tyllu achlysurol yn digwydd ar ôl 500 o gylchoedd. Ar 2-3% (disbyddiad cymedrol), mae'r trwch yn 2-4 nm, mae'r ffilm yn dangos cracio, ac mae tyllu'n cychwyn ar ôl 200-400 o gylchoedd. Ar 1-2% (wedi'i ddisbyddu), mae'r trwch yn 1-3 nm, mae'r ffilm yn ansefydlog, ac mae tyllu'n digwydd o fewn 50-200 o gylchoedd. O dan 1%, mae'r ffilm goddefol yn methu'n llwyr, ac mae cyrydiad unffurf yn digwydd ar 0.1-0.3 mm y flwyddyn.

Dylanwad Crynodiad Borate ac Amlder Beicio ar Ddihysbyddiad Arwyneb

Mae difrifoldeb y disbyddiad arwyneb yn dibynnu ar y crynhoad swmp borate ac amlder y cylchredau. Ar swmp borate 4%, y crynodiad arwyneb o dan wresogi cylchol yw 2-3%, sy'n ymylol. Ar swmp 6%, mae'r crynodiad arwyneb yn 3-4%, sy'n weddol sefydlog. Ar swmp o 8% (enwol), mae'r crynodiad arwyneb yn 4-5%, sy'n sefydlog. Ar swmp o 10%, mae'r crynodiad arwyneb yn 5-6%, sy'n sefydlog iawn. Ar amlder beicio o 6 chylch yr awr (10 munud ymlaen, 10 munud i ffwrdd), mae'r crynodiad arwyneb 10-20% yn is nag ar 2 gylchred y dydd oherwydd nad oes gan yr haen ffin amser i adfer.

Canllaw Crynodiad Borate a Rheoli Beiciau ar gyfer Gwresogyddion Titaniwm

Mae'r tabl canlynol yn darparu argymhellion ar gyfer crynodiadau borate swmp a pharamedrau beicio i gynnal sefydlogrwydd ffilm goddefol ar ditaniwm Gradd 2 ar 95 gradd.

Peirianneg Y Tu Hwnt i Reoli Crynodiad

Mae'r radd titaniwm yn effeithio ar sefydlogrwydd ffilm goddefol o dan raddiannau crynodiad. Mae Gradd 7 (palladiwm-wedi'i sefydlogi) yn cynnal ffilm sefydlog ar grynodiadau borate arwyneb i lawr i 1.5%, gan ddarparu ymyl diogelwch mwy. Mae Gradd 12 yn cynnig gwelliant canolradd. Nid yw trwch wal yn effeithio ar y ffilm goddefol. Mae'r gyfradd wresogi yn bwysig; mae rampio araf (1 gradd y funud) yn lleihau'r graddiant crynodiad o'i gymharu â rampio cyflym (10 gradd y funud). Mae cynnwrf yr hydoddiant (cymysgydd neu bwmp ailgylchredeg) yn lleihau'r graddiant crynodiad trwy leihau trwch yr haen ffin.

Gwneud Manyleb Gwybodus

Ar gyfer gwresogydd gwain titaniwm mewn borate sodiwm 8% ar 95 gradd gyda gwresogi cylchol, cadwch y crynodiad swmp borate ar 8-10% i sicrhau crynodiad arwyneb uwch na 4% yn ystod beicio. Os yw'r amlder beicio yn fwy na 6 chylch yr awr, cynyddwch y crynhoad swmp i 10%. Ar gyfer gwresogyddion presennol ag ansefydlogrwydd ffilm goddefol (a ddangosir gan ddefnydd pŵer anghyson neu bytio), ychwanegwch borate i godi'r crynodiad i 10% neu leihau amlder y cylch. Yn ystod y llawdriniaeth, monitro'r pH; os yw'r pH yn disgyn o dan 9, ychwanegwch sodiwm hydrocsid. Trwy reoli graddiant crynodiad borate trwy grynodiad swmp digonol a lleihau amlder beicio, mae'r peiriannydd yn cynnal ffilm goddefol sefydlog ar wresogyddion titaniwm.