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?

I dtuaslagáin mheitilicáit sóidiam (Na₂SiO₃) ag 80 céim , polaiméiríonn iain sileacáit ar dhromchlaí tíotáiniam. Ag luachanna pH os cionn 11, cruthaítear scannán cosanta leanúnach, neamh-scagach de thiús 0.5–2 µm as an sileacáit. Ag pH 9, tá an sciath scagach, briste agus neamh{-cosanta agus ceadaíonn sé dul i bhfód clóiríde nó speicis ionsaitheacha eile agus pitting. Tá an neamhréireacht mar gheall ar staid pholaiméirithe na n-ian sileacáit. Ag pH ard, tarlaíonn sileacáit mar iain mhonaiméireacha SiO₄⁴⁻, a chruthaíonn ciseal dlúth gloineach. Ag pH íseal, polaiméirítear an sileacáit chun slabhraí collóideacha a thabhairt a thugann struchtúr scagach scagach.

Meicníocht pH-Foirmíocht Scannán Shileacáit Cleithiúnach

The polymerization of silicate ions SiO4 4- + H2O HSiO4 3- + OH- At high pH (>11) bogann an chothromaíocht go hiain mhonaiméireacha a thaisceann mar chiseal tiubh shilice éagruthach. Ag pH 9-10 polaiméirítear na hiain go struchtúir atá cosúil le slabhraí a chothaíonn líonra póiriúil. Úsáideann an scannán iain sóidiam freisin chun gloine sileacáit sóidiam a chruthú. Tá an cumas cosanta sainmhínithe ag dlús an scannáin agus easpa microcracks.

Cáilíocht Scannán Cainníochtúil mar Fheidhm pH.

Tá an méid seo a leanas bunaithe le haghaidh tíotáiniam Grád 2 trí thástáil rialaithe i 10% Na2SiO3 ag 80 céim ar feadh 500 uair an chloig: Ag pH 8 tá tiús an scannáin 0.1-0.3 µm, tá porosity an scannáin suntasach, is é an ráta creimeadh 0.15-0.30 mm in aghaidh na bliana agus tá an poll ann. Ag pH 9, tá tiús 0.2-0.5 µm, tá porosity ard, tá an ráta creimthe 0.08-0.20 mm in aghaidh na bliana, agus tá polladh uaireanta. Ag pH 10, is é 0.5–1.0 µm an tiús, an porosity measartha, an ráta creimthe 0.04–0.10 mm/bliain agus is annamh a bhíonn polladh ann. Ag pH 11, is é an tiús 1.0–1.5 µm, is é an porosity íosta, is é an ráta creimthe 0.02–0.05 mm/bliain agus níl pollta ann. Is é an tiús 1.5-2.5 μm, tá an porosity an-íseal, is é an ráta creimthe 0.01-0.03 mm / bliain agus ní tharlaíonn aon pitting ag pH 12. Ag pH 13, is é an tiús 2.0-3.0 μm, tá an porosity an-íseal, is é an ráta creimeadh 0.005-0.0.0.0.

Éifeacht Teochta ar Riachtanas pH

Braitheann an pH criticiúil don scannán cosanta ar theocht. Is é an pH íosta ná 10.5 ag 60 o C agus is é 11.0 an pH a mholtar. Ag 80 céim , is é an t-íosmhéid 11.0 agus 11.5 molta. Is é 11.5 ag 100 céim an t-íosmhéid agus 12.0 an moladh a mholtar. Is é 12.0 an t-íosmhéid agus is é 12.5 ag 120 céim C an t-íosmhéid a mholtar. Tá teochtaí níos airde i bhfabhar polaiméiriú sileacáit agus mar sin teastaíonn pH níos mó chun sileacáití a choinneáil i bhfoirm mhonaiméireach.

Treoir Rialaithe pH Seirbhíse Meitilicáit Sóidiam

Is treoir é an tábla thíos maidir le rialú pH chun scannán cosanta sileacáit a choimeád ar théitheoirí tíotáiniam Grád 2 i meitilicáit sóidiam 10% ag 80 céim.

pH of Operation Film Quality Corrosion Rate (mm/year)Pitting Risk Recommended Action >11 Cosanta<0.05 None None 10–11 Marginal 0.05–0.10 Low Increase pH with NaOH 9–10 Poor, porous 0.10–0.20 Moderate Add NaOH to increase to >11 8–9 Neamh-réiteach cosanta 0.15–0.30 Ard-Athdhearadh<8 Unstable >0.30 Trom Neamhghlactha
Innealtóireacht Thar Rialú pH

Is é an grád tíotáiniam a shocraíonn an pH riachtanach. Gineann Grád 7 (pallaidiam-cobhsaithe) sciath sileacáit chosanta ag pH 10.5 go 11.0, beagán níos ísle ná Grád 2. Tá Grád 2 mar an gcéanna le Grád 12. Tairgeann tiús bhalla lamháltas creimeadh mura bhfuil an scannán cosanta go hiomlán. Bíonn tionchar ag an ábhar sileacáit ar fhoirmiú an scannáin. 5% de Na 2 SiO 3 éilíonn pH de 11.5. Ag 15% Na2SiO3 is é an pH a theastaíonn ná 10.5. Ardaíonn clóirídí (ó neamhíonachtaí) an riachtanas pH de 0.5 go 1.0 aonad pH. Ba cheart méadar pH calabraithe le haghaidh pH ard a úsáid chun monatóireacht a dhéanamh ar an réiteach.

Sonrú a Dhéanamh Le hEolas

Cuir hiodrocsaíd sóidiam leis chun an pH a choinneáil os cionn 11.0 le haghaidh téitheoir tumtha tíotáiniam i metasilicate sóidiam 10% ag 80 céim. Suiteáil rialtóir pH le aláram ag 10.8 agus interlock ag 10.5. Cuir NaOH le córais atá ann cheana féin le pH faoi bhun 11 chun an pH a ardú go 11.5. Mura féidir an pH a mhéadú, bain úsáid as tíotáiniam Grád 7 nó ísligh an teocht go 60 céim. Seiceáil le haghaidh pollta ar dhromchla an téitheoir le linn oibriú. Ardaigh an pH láithreach má fheictear pitting. Coinníonn an t-innealtóir an pH os cionn 11 chun sciath sileacáit chosanta, neamh-mharthach a fhorbairt ar bharr tíotáiniam.