فلوراید در الکترولیت: چرا پوشش نمی تواند تیتانیوم را نجات دهد؟

یک خریدار یک بار نقشه ای برای یک مخزن الکترواکسیداسیون فرستاد و درخواست "آند معمولی Ir-Ta، مانند آخرین پروژه" را کرد. آخرین پروژه فویل مسی بود. این یک جریان بازیابی اچانت حاوی فلوراید بود. شکل یکسان، چگالی جریان یکسان روی کاغذ، مسیر شکست کاملاً متفاوت.

تیتانیوم به راحتی خورده نمی شود. به همین دلیل مردم به آن اعتماد دارند. اما فیلم غیرفعال تیتانیوم یک نقطه ضعف شناخته شده دارد: یون فلوراید. حتی در غلظت کم، F- با TiO2 سریعتر از آن چیزی که فیلم بتواند اصلاح کند واکنش می دهد. واکنش TiO2 + 6F- + 4H⁺ → [TiF6]²-+ 2H2O است. کمپلکس هگزافلوروتیتانات حل می شود. پوشش روی آن فیلم قرار می گیرد. هنگامی که فیلم زیر پوشش مورد حمله قرار می گیرد، پوشش بستر خود را از دست می دهد - نه به این دلیل که کاتالیزور اشتباه است، بلکه به این دلیل که پایه در حال حل شدن است.

این مشکل پوشش نیست. Ru-Ir، Ir-Ta، پلاتین، هیچ کدام آن را درست نمی کنند. یک لایه پلاتین بهتر از MMO در برابر فلورید مقاومت می کند، اما در ساختار تیتانیوم پلاتینه شده هنوز نقطه شکست تیتانیوم در لبه ها، جوش ها و ریز ترک ها است. پلاتین با یک بستر حل شونده پل نمی کند. اشتباه گران قیمت نقل قول همان آند دفعه قبل است زیرا نقاشی آشنا به نظر می رسد. آند تغییر نکرد. آب انجام داد.

در عمل علائم هشدار دهنده ساکت هستند. ولتاژ طی هفته ها افزایش می یابد. هیچ کس در ابتدا گودال را نمی بیند. سپس یک لکه کوچک قهوه ای یا خاکستری در نزدیکی یک جوش، یک لبه، یک سوراخ پیچ ظاهر می شود. در زمانی که پتانسیل رانش می شود، تیتانیوم ضخامت محلی خود را از دست داده است. انحلال در شکاف ها فلوراید را بیشتر متمرکز می کند، که حمله را تسریع می کند - یک حلقه خود تقویت کننده که با افزایش جریان متوقف نمی شود.

قانون فیلد مورد استفاده ما: اگر رسانه دارای F- قابل اندازه گیری است، قبل از نقل قول، عدد را بخواهید. «آیا فلوراید وجود دارد» - فلوراید آزاد یا کل، ppm، کمپلکس یا نه، pH، دما، و اینکه آیا آند پس از خاموش شدن انرژی می‌نشیند یا خیس می‌شود. آستانه یک خط نیست. در سرویس اسیدی در حدود pH 2-4، فلوراید آزاد بالای 5 تا 10 ppm شروع به حمله به تیتانیوم درجه 2 می کند. نزدیک به خنثی به سمت 20-30 ppm تغییر می کند. در الکترووینینگ با خلوص بالا مانند فویل مسی هدف عملی زیر 1 پی پی ام است. دما به اندازه غلظت اهمیت دارد - همان ppm در 80 درجه می تواند یک مرتبه بزرگتر از 25 درجه باشد.

آنچه در واقع به جای آن کار می کند:

منطق زیرلایه را تغییر دهید: لبه های تقویت شده با تانتالیوم، یا یک حامل غیر تیتانیوم که در آن محیط به شدت اسیدی و فلوئوردار است. یک مانع نازک اکسید تانتالیوم بین پوشش و تیتانیوم، حمله را کند می کند، اما در سرویس پایدار با فلوراید بالا راه حلی دائمی نیست.

شکل آند را تغییر دهید: تیتانیوم پلاتینه شده با فلوراید بهتر از MMO هنگامی که لبه‌های تیتانیوم محافظت می‌شود، کنترل می‌کند. Ti/PbO2 می‌تواند سوء استفاده بیشتری را در اسید اکسید کننده انجام دهد، با این حال فلوراید هنوز از طریق نقص به پایه تیتانیوم می‌رسد و قلیایی قوی PbO2 را حل می‌کند - پاسخی کامل نیست.

کار را تغییر دهید: چگالی جریان کمتر، بدون اجرای سخت مداوم، عدم برگشت قطبیت، شستشو پس از خاموش شدن به طوری که فلوراید در شکاف ها متمرکز نشود.

زبان مشخصات را تغییر دهید: «آند باید در تحلیل متوسط ​​X زنده بماند» به جای «Ir-Ta، 8 گرم بر متر مربع، 20 سال».

یک آند تیتانیوم فقط به اندازه فیلم بین پوشش و الکترولیت پایدار است. هنگامی که آن فیلم تحت حمله فلوراید قرار می گیرد، اکسیدهای فلزات گرانبها فقط یک لایه به خوبی کاتالیز شده روی یک پایه ناپدید می شوند.