In sodium metasilicate (Na₂SiO₃) solutions at 80°C, silicate ions polymerize on titanium surfaces. At pH >11, mae'r silicad yn ffurfio ffilm amddiffynnol barhaus, nad yw'n fandyllog, gyda thrwch o 0.5–2 µm. Ar pH 9, mae'r ffilm yn fandyllog, wedi cracio, ac nid yw'n{-amddiffynnol, gan ganiatáu i glorid neu rywogaethau ymosodol eraill dreiddio ac achosi pydru. Mae'r gwahaniaeth yn deillio o gyflwr polymerization ïonau silicad. Ar pH uchel, mae silicad yn bodoli fel ïonau SiO₄⁴⁻ monomerig sy'n ffurfio ffilm drwchus, wydrog. Ar pH is, mae silicad yn polymeru i mewn i gadwyni coloidaidd sy'n cynhyrchu strwythur mandyllog, cracio.

Mecanwaith pH-Ffurfio Ffilm Silicad Dibynnol

The polymerization of silicate ions follows: SiO₄⁴⁻ + H₂O → HSiO₄³⁻ + OH⁻. At high pH (>11), mae'r ecwilibriwm yn ffafrio ïonau monomerig, sy'n adneuo fel ffilm silica amorffaidd trwchus. Ar pH 9–10, mae'r ïonau'n polymeru i strwythurau tebyg i gadwyn sy'n creu rhwydwaith hydraidd. Mae'r ffilm hefyd yn ymgorffori ïonau sodiwm, gan ffurfio gwydr sodiwm silicad. Mae'r ansawdd amddiffynnol yn cael ei bennu gan ddwysedd y ffilm ac absenoldeb micro-graciau.

Ansawdd Ffilm Meintiol fel Swyddogaeth pH

Mae profion rheoledig mewn 10% Na₂SiO₃ ar 80 gradd dros 500 awr wedi sefydlu'r canlynol ar gyfer titaniwm Gradd 2. Ar pH 8, mae trwch y ffilm yn 0.1-0.3 µm, mae mandylledd y ffilm yn uchel, mae'r gyfradd cyrydiad yn 0.15-0.30 mm y flwyddyn, ac mae tyllu yn bresennol. Ar pH 9, mae'r trwch yn 0.2-0.5 µm, mae'r mandylledd yn uchel, mae'r gyfradd cyrydiad yn 0.08-0.20 mm y flwyddyn, ac mae'r tyllu yn achlysurol. Ar pH 10, mae'r trwch yn 0.5-1.0 µm, mae'r mandylledd yn gymedrol, y gyfradd cyrydu yw 0.04-0.10 mm y flwyddyn, ac mae tyllu yn brin. Ar pH 11, mae'r trwch yn 1.0-1.5 µm, mae'r mandylledd yn isel, y gyfradd cyrydu yw 0.02-0.05 mm y flwyddyn, ac nid oes unrhyw dyllu yn digwydd. Ar pH 12, mae'r trwch yn 1.5-2.5 µm, mae'r mandylledd yn isel iawn, y gyfradd cyrydu yw 0.01-0.03 mm y flwyddyn, ac nid oes unrhyw dyllu yn digwydd. Ar pH 13, mae'r trwch yn 2.0-3.0 µm, mae'r mandylledd yn isel iawn, y gyfradd cyrydu yw 0.005-0.015 mm y flwyddyn, ac nid oes unrhyw dyllu yn digwydd.

Dylanwad Tymheredd ar y Gofyniad pH

Mae'r isafswm pH sydd ei angen ar gyfer ffilm amddiffynnol yn cynyddu gyda thymheredd. Ar 60 gradd, yr isafswm pH yw 10.5, a'r pH a argymhellir yw 11.0. Ar 80 gradd, yr isafswm yw 11.0, a'r isafswm a argymhellir yw 11.5. Ar 100 gradd, yr isafswm yw 11.5, a'r isafswm a argymhellir yw 12.0. Ar 120 gradd, yr isafswm yw 12.0, a'r isafswm a argymhellir yw 12.5. Mae tymheredd uwch yn hyrwyddo polymerization silicad, sy'n gofyn am pH uwch i gynnal y cyflwr monomerig.

Canllaw Rheoli pH ar gyfer Gwasanaeth Metasilicad Sodiwm

Mae'r tabl canlynol yn darparu argymhellion ar gyfer rheoli pH i gynnal ffilm silicad amddiffynnol ar wresogyddion titaniwm Gradd 2 mewn 10% sodiwm metasilicate ar 80 gradd.

Peirianneg Y Tu Hwnt i Reoli pH

Mae gradd titaniwm yn effeithio ar y pH gofynnol. Mae Gradd 7 (palladiwm-wedi'i sefydlogi) yn ffurfio ffilm silicad amddiffynnol ar pH 10.5-11.0, ychydig yn is na Gradd 2. Mae Gradd 12 yn cynnig ymddygiad tebyg i Radd 2. Mae trwch wal yn darparu lwfans cyrydiad os nad yw'r ffilm yn gwbl amddiffynnol. Mae'r crynodiad silicad yn effeithio ar ffurfio ffilm; ar 5% Na₂SiO₃, y pH gofynnol yw 11.5. Ar 15% Na₂SiO₃, y pH gofynnol yw 10.5. Mae presenoldeb cloridau (o amhureddau) yn cynyddu'r pH gofynnol 0.5-1.0 uned. Dylid monitro'r hydoddiant gyda mesurydd pH wedi'i galibro ar gyfer hydoddiannau pH uchel.

Gwneud Manyleb Gwybodus

Ar gyfer gwresogydd trochi titaniwm mewn 10% sodiwm metasilicate ar 80 gradd, cadwch y pH uwchlaw 11.0 trwy ychwanegu sodiwm hydrocsid. Gosodwch reolydd pH gyda larwm wedi'i osod ar 10.8 a chyd-gloi am 10.5. Ar gyfer systemau presennol gyda pH o dan 11, ychwanegwch NaOH i godi'r pH i 11.5. Os na ellir codi'r pH, defnyddiwch titaniwm Gradd 7 neu ostwng y tymheredd i 60 gradd. Yn ystod y llawdriniaeth, archwiliwch wyneb y gwresogydd ar gyfer tyllu; os gwelir tyllu, cynyddwch y pH ar unwaith. Trwy reoli'r pH uwchlaw 11, mae'r peiriannydd yn sicrhau bod ffilm silicad amddiffynnol, nad yw'n fandyllog, yn cael ei ffurfio ar ditaniwm.