When A Titanium Immersion Heater Is Installed In A 10% Sodium Metasilicate Solution At 80°C, Why Does The Silicate Ion Form A Protective, Non-Porous Film Only At PH >11, Agus Cad a Tharlaíonn Ag PH 9?
Fág nóta
In sodium metasilicate (Na₂SiO₃) solutions at 80°C, silicate ions polymerize on titanium surfaces. At pH >11, cruthaíonn an sileacáit scannán cosanta leanúnach, neamh-scagach le tiús 0.5–2 µm. Ag pH 9, tá an scannán scagach, scáinte, agus neamh-cosanta, rud a ligeann do chlóiríd nó speicis ionsaitheacha eile dul i bhfód agus a bheith ina chúis le polladh. Eascraíonn an difríocht ó staid pholaiméiriú na n-ian sileacáit. Ag pH ard, tá sileacáit ann mar iain mhonaiméireacha SiO₄⁴⁻ a fhoirmíonn scannán dlúth gloineach. Ag pH níos ísle, polaiméirítear sileacáit ina slabhraí collóideacha a tháirgeann struchtúr scagach, scáinte.
Meicníocht pH-Foirmíocht Scannán Shileacáit Cleithiúnach
The polymerization of silicate ions follows: SiO₄⁴⁻ + H₂O → HSiO₄³⁻ + OH⁻. At high pH (>11), tá an chothromaíocht i bhfabhar iain mhonaiméireacha, a thaisceann mar scannán dlúth shilice éagruthach. Ag pH 9–10, déantar na hiain a pholaiméiriú go struchtúir cosúil le slabhra a chruthaíonn líonra póiriúil. Ionchorpraíonn an scannán freisin iain sóidiam, a fhoirmíonn gloine sileacáit sóidiam. Cinntear an caighdeán cosanta ag dlús an scannáin agus easpa scoilteanna micrea.
Cáilíocht Scannán Cainníochtúil mar Fheidhm pH
Bhunaigh tástáil rialaithe i 10% Na₂SiO₃ ag 80 céim thar 500 uair an méid seo a leanas le haghaidh tíotáiniam Grád 2. Ag pH 8, is é an tiús scannán 0.1-0.3 µm, tá an porosity scannán ard, is é an ráta creimeadh 0.15-0.30 mm in aghaidh na bliana, agus tá pitting i láthair. Ag pH 9, is é an tiús 0.2-0.5 µm, tá an porosity ard, is é an ráta creimthe 0.08-0.20 mm in aghaidh na bliana, agus tá pitting ó am go chéile. Ag pH 10, is é an tiús 0.5-1.0 µm, tá an porosity measartha, is é an ráta creimeadh 0.04-0.10 mm in aghaidh na bliana, agus is annamh a bhíonn pitting. Ag pH 11, is é an tiús 1.0-1.5 µm, tá an porosity íseal, is é an ráta creimthe 0.02-0.05 mm in aghaidh na bliana, agus ní tharlaíonn aon pitting. Ag pH 12, is é an tiús 1.5-2.5 µm, tá an porosity an-íseal, is é an ráta creimthe 0.01-0.03 mm in aghaidh na bliana, agus ní tharlaíonn aon pitting. Ag pH 13, is é an tiús 2.0-3.0 µm, tá an porosity an-íseal, is é an ráta creimthe 0.005-0.015 mm in aghaidh na bliana, agus ní tharlaíonn aon pitting.
Tionchar na Teochta ar Riachtanas pH
Méadaíonn an pH íosta a theastaíonn le haghaidh scannán cosanta le teocht. Ag 60 céim, is é 10.5 an pH íosta, agus is é 11.0 an pH molta. Ag 80 céim , is é 11.0 an t-íosmhéid, agus is é 11.5 an méid a mholtar. Ag 100 céim , is é 11.5 an t-íosmhéid, agus is é 12.0 an méid a mholtar. Ag 120 céim, is é 12.0 an t-íosmhéid, agus is é 12.5 an méid a mholtar. Cuireann teochtaí níos airde chun cinn polaiméiriú sileacáit, a éilíonn pH níos airde chun an stát monaiméireach a chothabháil.
Treoir Rialaithe pH don tSeirbhís Mheitiliaicáit Sóidiam
Soláthraíonn an tábla seo a leanas moltaí maidir le rialú pH chun scannán cosanta sileacáit a choinneáil ar théitheoirí tíotáiniam Grád 2 i meitilicáit sóidiam 10% ag 80 céim.
| Oibriúcháin pH | Cáilíocht Scannán | Ráta Creimthe (mm/bliain) | Riosca Pitting | Gníomh Molta |
|---|---|---|---|---|
| >11 | Cosanta | <0.05 | Dada | Dada |
| 10–11 | Imeallach | 0.05–0.10 | Íseal | Méadú pH le NaOH |
| 9–10 | Poor, porous | 0.10–0.20 | Measartha | Add NaOH to raise to >11 |
| 8–9 | Neamh-cosanta | 0.15–0.30 | Ard | Réiteach athdhearadh |
| <8 | Éagobhsaí | >0.30 | dian | Níl sé inghlactha |
Innealtóireacht Thar Rialú pH
Bíonn tionchar ag an ngrád tíotáiniam ar an pH riachtanach. Déanann Grád 7 (pallaidiam-cobhsaithe) scannán cosanta sileacáit ag pH 10.5-11.0, beagán níos ísle ná Grád 2. Cuireann Grád 12 iompar cosúil le Grád 2 ar fáil. Soláthraíonn tiús bhalla lamháltas creimthe mura bhfuil an scannán cosanta go hiomlán. Bíonn tionchar ag an tiúchan sileacáit ar fhoirmiú scannáin; ag 5% Na₂SiO₃, is é 11.5 an pH riachtanach. Ag 15% Na₂SiO₃, is é 10.5 an pH riachtanach. Méadaíonn láithreacht clóiríd (ó neamhíonachtaí) an pH atá ag teastáil faoi 0.5-1.0 aonad. Ba cheart monatóireacht a dhéanamh ar an tuaslagán le méadar pH calabraithe le haghaidh tuaslagáin arda{-pH.
Sonraíocht Eolas a Dhéanamh
Le haghaidh tum-théitheoir tíotáiniam i meatailicáit sóidiam 10% ag 80 céim, coinnigh an pH os cionn 11.0 trí hiodrocsaíd sóidiam a chur leis. Suiteáil rialtóir pH le aláram socraithe ag 10.8 agus comhghlasáil ag 10.5. I gcás córais atá ann cheana féin le pH faoi bhun 11, cuir NaOH leis chun an pH a ardú go 11.5. Mura féidir an pH a ardú, bain úsáid as tíotáiniam Grád 7 nó laghdaigh an teocht go 60 céim. Le linn oibriú, déan iniúchadh ar dhromchla an téitheoir le haghaidh pitting; má breathnaítear pitting, méadaigh an pH láithreach. Tríd an pH os cionn 11 a rialú, cinntíonn an t-innealtóir go gcruthófar scannán sileacáit chosanta, neamh-scagach ar tíotáiniam.








