Conas a Aistríonn Láithreacht ian Fluairíde Trace i Réitigh Aigéad Fosfaracha an Teorainn Teochta Oibriúcháin Sábháilte do Thraillí Tíotáiniam Grád 2?

Is meán tipiciúil é aigéad fosfarach tiubhaithe (H₃PO₄) 30-85 % i ndéantúsaíocht leasacháin, i gcóireáil miotail agus i bpróiseáil cheimiceach. Tá friotaíocht inghlactha creimeadh ag tíotáiniam Grád 2 in aigéad fosfarach íon suas go dtí thart ar 80-100 céim, ag brath ar an tiúchan. Tá fluorapatite mar chomhpháirt nádúrtha i mianta carraige fosfáite a úsáidtear i ndéantúsaíocht aigéad fosfarach, áfach, agus cuireann siad rian iain fluairíde (F⁻) leis an táirge aigéid deiridh ag méideanna idir 100 agus 2,000 ppm. Tá iain fluairíde sách naimhdeach don scannán éighníomhach tíotáiniam. Íslíonn fluairíd ag rianchainníochtaí an teorainn sábháilte teochta oibriúcháin go suntasach. Tá sé tábhachtach an t-athrú seo a thuiscint chun teip tubaisteach gan choinne ar théitheoirí tumoideachais tíotáiniam a sheachaint i gcur i bhfeidhm aigéad fosfarach.

Meicníocht de bhriseadh pasivity de réir fluairíd

In aigéad fosfarach íon déanann an ciseal TiO2 tíotáiniam cobhsaí. Bíonn tionchar ag hiain fluairíde ar an scannán seo trí mheicníocht eile seachas clóirídeanna. Cruthaíonn hiain tíotáiniam coimpléisc fluairíde le speicis intuaslagtha heicseafluaraitianáit (TiF₆²⁻). Cuireann an próiseas seo deireadh le tíotáiniam ón scannán éighníomhach go díreach gan gá le miondealú scannáin. Is é an t-imoibriú ná TiO₂ + 6F⁻ + 4H⁺ → TiF₆²⁻ + 2H₂O. Téann an t-imoibriú seo ar aghaidh go heaspónantúil níos tapúla ag teochtaí níos airde. Chomh luath agus a théann fluairíd tríd an sciath éighníomhach tuaslagann an bunmhiotal tíotáiniam agus déanann sé iarracht ath-fhulangach. Mar sin féin, leanann fluairíd le hiain tíotáiniam nua-nochta casta, rud a chuireann cosc ​​ar atógáil scannáin chobhsaí. Mar sin, tarlaíonn athrú ó iompar éighníomhach go creimeadh gníomhach ag teorainn teochta a laghdaíonn le méadú ar an ábhar fluairíde. Tá rátaí creimthe faoi bhun na tairsí seo faoi bhun 0.1 mm/bliain. Féadfaidh rátaí a bheith os cionn 1.0 mm/bliain os cionn na tairsí le haghaidh ardú teochta 10-20 céim.

Athrú Cainníochtúil Teorainn Teocht Oibriúcháin Sábháilte

Tá teorainneacha teochta oibriúcháin sábháilte do tíotáiniam Grád 2 (sainithe mar ráta creimthe níos lú ná 0.1 mm in aghaidh na bliana) bunaithe ó thástálacha leictriceimiceacha rialaithe in aigéad fosfarach 50% le tiúchan fluairíd éagsúil:

Ní féidir fluairíd a bhrath (<10 ppm) Safe working limit 95° C. Titanium possesses a stable passive film at all practical temperatures of heater operation.

Fluairíd ag 50 ppm: Teorainn oibriúcháin shábháilte íslithe go 82 céim . Titim 13 céim. Ag gnáth-dhlús cumhachta (20 W/cm2), is féidir le teochtaí dromchla an téitheoir an teorainn seo a bhaint amach fiú le haigéad mórchóir ag 70 céim.

Fluairíd 200 ppm: Teorainn seirbhíse laghdaithe go dtí titim 65 céim C. 30. Tá an chuid is mó de na téitheoirí aigéad fosfaracha tionsclaíocha a ritheann ag teochtaí próisis chaighdeánacha (75-85 céim ) i réimeas creimthe gníomhach.

Fluairíd 500 ppm: Teorainn oibriúcháin shábháilte laghdaithe go dtí 52 céim . 43 céim C níos fuaire. Tá na teochtaí próiseas caighdeánach 20-30 céim os cionn an teorainn agus teipfidh go tapa laistigh de sheachtainí.

Fluairíd ag 1,000-2,000 ppm: Laghdaigh teorainn oibriúcháin shábháilte go 35-40 céim . Éiríonn tíotáiniam Grád 2 gan úsáid le haghaidh aon fheidhmchláir nuair a théitear é. Ní mór ábhair eile (siorcóiniam, iarann ​​teilgthe ard sileacain) a mheas.

Athrú ar Theorainn Teochta Thar Thiomuithe Aigéad Fosfaracha

Tá baint ag an tionchar fluairíd le tiúchan aigéad fosfarach. Cruthaíonn tiúchan aigéad níos airde (70-85%) timpeallacht níos laghdaithe agus gníomhaíocht uisce saor in aisce níos ísle, rud a laghdaíonn ionsaí fluairíde go pointe áirithe freisin. Is treoir iomlán teorann oibríochta sábháilte é an tábla seo a leanas.

Tiúchan Fluairíde Tiúchan Aigéad Fosfaraigh (ppm F-) Teorainn Sábháilte Oibriúcháin do Mheicníocht Choiteann Damáiste Tíotáiniam Grád 2
30–40% <50 ppm 85°C Uniform passive thinning (<0.05 mm/yr)
30–40% 50–200 ppm 60°C Accelerated uniform corrosion with pitting 30–40% >200 ppm Not recommended High active corrosion (>1 mm/bliain)
50-65% <50 ppm 95°C Passive with occasional metastable pitting 50-65% 50-200 ppm 70°C Fluoride complexation dominates surface chemistry
50–65% 200–500 ppm 55 céim Seirbhís leochaileach a éilíonn cigireacht rialta
70-85% < 50 ppm 100 C An fheidhmíocht éighníomhach is fearr
70-85% 50-200 ppm 75 céim Oiriúnach do go leor iarratais leasacháin
70-85% 200-500 ppm 60 céim Saol seirbhíse gearr (de ghnáth 6-12 mhí)
70–85% >500 ppm 45 céim Grád 2 míchuí, breithniú ar ghrád 7 nó zirconia
Impleachtaí Praiticiúla d'Oibriú Téitheoir

Tá éifeacht dhíreach ag an athrú ar theocht oibriúcháin shábháilte ar shonraíocht téitheoir. Beidh teocht dromchla 15 céim níos airde ag téitheoir rátáilte le haghaidh teocht aigéad mórchóir 85 céim (mar gheall ar shreabhadh teasa), agus sroichfidh sé 100 céim ag an gcomhéadan sreabhach tíotáiniam. Ag fluairíd 200 ppm san aigéad, tá teocht an chomhéadain 35 céim os cionn na teorann sábháilte de 65 céim, ag brú an téitheoir go maith isteach sa réimeas creimeadh gníomhach. Laghdaíonn dlús cumhachta an téitheoir an teocht dromchla deilt. Maidir le fluairíd-ina bhfuil aigéad fosfarach, má úsáidtear dlús laghdaithe vata (10-12 W/cm2 in aghaidh 20-25 W/cm2) bíonn dromchla an fheadáin níos gaire don bhuilteocht agus b’fhéidir go bhfanann sé éighníomhach. De rogha air sin, má dhéantar an próiseas ag bulc-teocht níos ísle (m.sh.. 65 céim in ionad 85 céim ) aisghabhtar an lamháil sábháilteachta do leibhéil mheasartha fluairíde.

Sonraíocht Eolas a Chruthú

Nuair a roghnaíonn tú téitheoir sheath tíotáiniam Grád 2 le haghaidh seirbhíse aigéad fosfarach, iarr ar shaotharlann aitheanta anailís fluairíd ar an aigéad próisis. Bunaithe ar na paraiméadair oibriúcháin sábháilte thuas, an bhfuil Grád 2 oiriúnach? Má tá leibhéil fluairíde 100–300 ppm, úsáid Grád 7 tíotáiniam (pallaidiam-cobhsaithe). Ardaíonn an miotal uasal an teorainn sábháilte oibre thart ar 25-30 céim os cionn Grád 2, toisc go ngníomhaíonn sé go catalaíoch i bpróisis chatóideach. Má sháraíonn an t-ábhar fluairíde in aigéad fosfarach te 300 ppm, smaoinigh ar théitheoirí siorcóiniam atá i bhfad níos resistant do choimpliú fluairíd ná tíotáiniam. Monatóireacht a dhéanamh ar aigéad fosfarach le haghaidh srutha i dtiúchan fluairíde nuair a théann baisceanna méine éagsúla isteach sa phróiseas. D’fhéadfadh téitheoir a bhí sábháilte seachtainí beaga anuas a bheith neamhleor má ardaítear an leibhéal ó 150 ppm go 350 ppm. Sábhálann úsáid tiúchan fluairíd mar phríomh-athróg dearaidh iontas an innealtóra i gceann de na hiarratais téimh tionsclaíochta is forleithne ach atá deacair go ceimiceach do threalamh tíotáiniam.