الفلورايد في المنحل بالكهرباء: لماذا لا يستطيع الطلاء حفظ التيتانيوم

أرسل أحد المشترين ذات مرة رسمًا لخزان الأكسدة الكهربائية وطلب "أنود Ir-Ta المعتاد، مثل المشروع الأخير". وكان المشروع الأخير رقائق النحاس. كان هذا واحدًا عبارة عن تيار استرداد منمش يحتوي على الفلورايد. نفس الشكل، ونفس كثافة التيار على الورق، ومسار فشل مختلف تمامًا.

التيتانيوم لا يتآكل بسهولة. ولهذا السبب يثق الناس به. لكن الفيلم السلبي للتيتانيوم لديه نقطة ضعف معروفة: أيون الفلورايد. حتى في حالة التركيز المنخفض، يتفاعل F⁻ مع TiO₂ بشكل أسرع مما يمكن للفيلم إصلاحه. التفاعل هو TiO₂ + 6F⁻ + 4H⁺ → [TiF₆]²⁻ + 2H₂O. يذوب مركب سداسي فلورو تيتانات. يقع الطلاء فوق هذا الفيلم. عندما يتم مهاجمة الفيلم الموجود تحت الطلاء، يفقد الطلاء ركيزته - ليس لأن المحفز خاطئ، ولكن لأن القاعدة تذوب.

هذه ليست مشكلة طلاء. Ru-Ir، Ir-Ta، البلاتين، لم يقم أي منهم بإصلاحه. تقاوم الطبقة البلاتينية الفلورايد بشكل أفضل من MMO، ولكن في بنية التيتانيوم البلاتينية، تظل نقطة الفشل هي التيتانيوم عند الحواف واللحامات والشقوق الدقيقة. البلاتين لا يسد الركيزة المذابة. الخطأ الباهظ هو اقتباس نفس الأنود كما في المرة السابقة لأن الرسم يبدو مألوفًا. الأنود لم يتغير. الماء فعل.

في الممارسة العملية، تكون العلامات التحذيرية هادئة. الجهد يزحف على مدى أسابيع. لا أحد يرى الحفر في البداية. ثم تظهر بقعة بنية أو رمادية صغيرة بالقرب من اللحام أو الحافة أو ثقب الترباس. بحلول الوقت الذي تحدث فيه الانجرافات المحتملة، يكون التيتانيوم قد فقد بالفعل سمكه المحلي. يؤدي الذوبان عند الشقوق إلى تركيز الفلورايد بشكل أكبر، مما يسرع الهجوم - وهي حلقة تضخيم ذاتي لا تتوقف عند رفع التيار.

القاعدة الميدانية التي نستخدمها: إذا كان الوسيط يحتوي على F⁻ قابل للقياس، فاطلب الرقم قبل اقتباس أي شيء. ليس "هل يوجد فلورايد" - الفلورايد الحر أو الإجمالي، جزء في المليون، مركب أم لا، الرقم الهيدروجيني، درجة الحرارة، وما إذا كان الأنود يظل نشطًا أو ينقع بعد إيقاف التشغيل. العتبة ليست سطر واحد. في الخدمة الحمضية حول درجة الحموضة 2-4، يبدأ الفلورايد الحر الذي يزيد عن 5-10 جزء في المليون تقريبًا في مهاجمة التيتانيوم من الدرجة الثانية؛ بالقرب من الحياد يتحول نحو 20-30 جزء في المليون؛ في عملية الاستخلاص الكهربائي عالي النقاء مثل رقائق النحاس، يكون الهدف العملي أقل من 1 جزء في المليون. درجة الحرارة مهمة بقدر التركيز - فنفس الجزء في المليون عند 80 درجة يمكن أن يكون أسوأ من حيث الحجم عند 25 درجة.

ما الذي يعمل فعليًا بدلاً من ذلك:

قم بتغيير منطق الركيزة: الحواف المقواة بالتنتالوم، أو مادة حاملة غير التيتانيوم حيث يكون الوسط حمضيًا بقوة بالإضافة إلى المفلورة. يعمل حاجز أكسيد التنتالوم الرقيق بين الطلاء والتيتانيوم على إبطاء الهجوم، لكنه ليس حلاً دائمًا في الخدمة المستدامة ذات نسبة الفلورايد العالية.

تغيير شكل الأنود: يتعامل التيتانيوم البلاتيني مع الفلورايد بشكل أفضل من MMO عندما تكون حواف التيتانيوم محمية. يمكن أن يتعرض Ti/PbO₂ لمزيد من سوء الاستخدام في الحمض المؤكسد، ومع ذلك لا يزال الفلورايد يصل إلى قاعدة التيتانيوم من خلال العيوب والقلويات القوية التي تذيب PbO₂ - وهي ليست إجابة شاملة.

تغيير الواجب: كثافة تيار أقل، عدم التشغيل المستمر، عدم عكس القطبية، الشطف بعد إيقاف التشغيل حتى لا يتركز الفلورايد في الشقوق.

قم بتغيير لغة المواصفات: "يجب أن يتحمل الأنود التحليل المتوسط ​​X" بدلاً من "Ir-Ta، 8 جم/م²، 20 عامًا."

يكون أنود التيتانيوم ثابتًا مثل الطبقة الموجودة بين الطلاء والكهارل. عندما يتعرض هذا الفيلم لهجوم الفلورايد، تكون أكاسيد المعادن الثمينة مجرد طبقة محفزة جيدًا على قاعدة تختفي.