Pan ddefnyddir Gwresogydd Gwain Titaniwm i Berwi Ateb Sodiwm Tartrate 5% ar 103 gradd, Pam Mae'r Ion Tartrate yn Cymhleth Ïonau Titaniwm ac yn Atal Ail-oddefiad, Gan Arwain at Gyrydiad Unffurf ar 0.2 mm y Flwyddyn?

Mewn tartrate sodiwm 5%, mae'r ïon tartrate (C₄H₄O₆²⁻) yn gyfrwng chelating cryf ar gyfer titaniwm ar 103 gradd (berwi). Mae clorid a fflworid yn achosi ymosodiad tyllu, ond mae tartrate yn arwain at ffurfio cyfadeiladau tartrad titaniwm hydawdd: Ti⁴⁺ + 3C₄H₄O₆²⁻ → [Ti(C₄H₄O₆)₃]⁴⁻. Mae'r cymhlethdod yn tynnu ïonau Ti 4+ o'r wyneb wrth iddynt gael eu ffurfio ac yn atal ffurfio ffilm goddefol sefydlog. Heb orchudd amddiffynnol, bydd titaniwm yn erydu'n unffurf ar gyfradd gyson o 0.15 - 0.25 mm y flwyddyn heb unrhyw dyllu lleol. Nid yw cyfradd cyrydiad yn swyddogaeth amser ar ôl cyfnod trosiannol cychwynnol.

Mecanwaith Tartrate-Cydrydiad Gwisg a Achosir

Mae gan yr ïon tartrad nifer o grwpiau hydrocsyl a charboxyl sy'n gallu ffurfio modrwyau chelate pum aelod sefydlog gyda Ti 4+ . log K~20). Mae cysonyn ffurfio'r cymhlyg tartrate Ti- yn eithriadol o uchel. Ni all y ffilm goddefol dyfu, oherwydd dim ond ar grynodiadau lleol uchel iawn o Ti y rhagorir ar gynnyrch hydoddedd TiO24+. Mae'r broses gyrydu yn seiliedig ar hydoddiad uniongyrchol y metel: Ti → Ti⁴⁺ + 4e⁻, ac yna cymhlethdod cyflym. Oherwydd nad oes ffilm oddefol i'w thorri i lawr yn lleol, mae'r broses yn unffurf.

Cyfradd Cyrydiad Meintiol yn erbyn Crynodiad Tartrate

Mae profion rheoledig mewn hydoddiannau tartrad sodiwm berwi (103 gradd) am 500 awr wedi sefydlu'r canlynol ar gyfer titaniwm Gradd 2. Ar 0% tartrate (dŵr pur) y gyfradd cyrydu yw 0.005-0.010 mm y flwyddyn, mae'r wyneb yn llachar ac mae'r mecanwaith yn oddefol. Ar 1% tartrate, y gyfradd yw 0.03-0.06 mm y flwyddyn, mae'r wyneb yn dangos ysgythru ysgafn ac mae'r mecanwaith yn gymysg. Ar 3% tartrate y gyfradd yw 0.08–0.15 mm/flwyddyn, mae'r wyneb yn dangos ysgythru unffurf a chymhlethdod yw'r broses gyffredin. Gyda 5% tartrate, mae'r gyfradd yn 0.15-0.25 mm y flwyddyn, mae'r wyneb yn gorffeniad matte unffurf, ac mae'r broses yn gymhlethdod yn dominyddu. 0.20-0.35 mm/blwyddyn ar 10% tartrate, arwyneb yn gyfartal matte, mecanwaith cymhlethdod difrifol.

Effaith pH a Thymheredd ar Gyfradd Cymhlethu

Mae cyfradd y cymhlethdod a'r gyfradd cyrydu yn swyddogaeth pH a thymheredd. Cyfradd cyrydu ar 60 C, pH 7 a 5% tartrate yw 0.04-0.08 mm y flwyddyn. Y gyfradd ar 80 gradd a pH 7 yw 0.08-0.15 mm y flwyddyn. Y gyfradd yw 0.15 i 0.25 mm y flwyddyn ar 100 gradd a pH 7. Y gyfradd yw 0.10-0.18 mm y flwyddyn ar 100 gradd a pH 9 (pH uwch yn lleihau cyrydiad). Cyfradd ar 100 gradd , pH 5, 0.20-0.35 mm / blwyddyn (pH is yn cynyddu cyfradd cyrydiad). Mae'r egni actifadu tua 50 kJ/mol.

Rheoli Crynodiad Tartrate a pH mewn Gwresogyddion Titaniwm

Mae'r tabl canlynol yn rhoi'r amodau gweithredu a argymhellir ar gyfer gwresogyddion titaniwm Gradd 2 a Gradd 7 mewn hydoddiannau tartrad sodiwm.

Crynodiad Sodiwm Tartrate (%) Tymheredd ( gradd ) pH Gradd 2 Cyfradd Cyrydiad (mm/yr)Cyfradd Cyrydiad (mm/blwyddyn) Gradd 7Argymhelliad<1 100 7 0.03–0.06 0.02–0.04 Acceptable 1–3 80 7 0.05–0.10 0.03–0.06 Acceptable 3–5 80 7 0.08–0.15 0.05–0.10 Use Grade 7 3–5 100 7 0.15–0.25 0.10–0.18 Use Grade 7 + thick wall
5-10 100 9 0.10-0.18 0.06-0.12 pH increase >10 Any Any >0.20 >0.12 Heb ei argymell Peirianneg y tu hwnt i Reoli Crynodiad Tartrate

Mae'r radd titaniwm yn dylanwadu ar y gyfradd gymhlethdod. Mae cyfraddau cyrydiad Gradd 7 (palladiwm wedi'i sefydlogi) 30-50% yn is na chyfraddau Gradd 2 mewn datrysiadau tartrate, gan fod y palladium yn sefydlogi cotio goddefol tenau hyd yn oed o dan amodau cymhleth. Mae Gradd 12 yn dangos gwelliant cymedrol. Mae trwch wal yn rhoi lwfans cyrydiad . 2 . 0 mm wal gyda 0 . 15 mm/blwyddyn cyrydiad unffurf yn para 13 mlynedd . Nid yw gorffeniad wyneb yn cael fawr o effaith ar gyrydiad unffurf. Trwy gynyddu'r pH â sodiwm hydrocsid i 9 mae'r gyfradd cyrydiad yn gostwng 30–40%. Os yw'r tymheredd yn cael ei ostwng o 100 gradd i 80 gradd, yna caiff y gyfradd ei dorri yn ei hanner.

Datblygu manyleb wybodus

Ar gyfer gwresogydd gwain titaniwm dylid tybio mai'r mecanwaith tra-arglwyddiaethu yw cyrydiad unffurf mewn tartrad sodiwm 5% ar 103 gradd. Defnyddiwch ditaniwm Gradd 7 i ostwng y gyfradd cyrydu i 0.10-0.18 mm y flwyddyn. Am oes gwasanaeth o 10 i 15 mlynedd defnyddiwch drwch wal o 2.0 mm. Codwch y pH i 9 (os yn bosibl) gyda sodiwm hydrocsid neu gostyngwch y tymheredd i 80C. Yn ystod y llawdriniaeth, mae trwch y gwresogydd yn cael ei fonitro gan fesurydd ultrasonic unwaith y flwyddyn a chaiff y gwresogydd ei ddisodli pan fydd trwch y wal yn cyrraedd 0.5 mm. Mae'r peiriannydd yn ymwybodol bod ïonau tartrate yn cymhlethu ïonau titaniwm ac yn atal adfywiad, felly maen nhw'n dewis y radd a'r trwch wal cywir i sicrhau cyrydiad unffurf rhagweladwy.