פלואוריד באלקטרוליט: מדוע הציפוי לא יכול להציל את הטיטניום

קונה שלח פעם ציור למיכל אלקטרו-חמצון וביקש "את האנודה הרגילה של איר-טא, כמו הפרויקט האחרון". הפרויקט האחרון היה נייר נחושת. זה היה זרם שחזור חומרי צריבה המכיל פלואוריד. אותה צורה, אותה צפיפות זרם על הנייר, נתיב כשל שונה לחלוטין.

טיטניום אינו משחית בקלות. בגלל זה אנשים סומכים על זה. אבל לסרט הפסיבי של טיטניום יש נקודת תורפה ידועה: יון פלואוריד. אפילו בריכוז נמוך, F⁻ מגיב עם TiO₂ מהר יותר ממה שהסרט יכול לשחזר. התגובה היא TiO₂ + 6F⁻ + 4H⁺ → [TiF₆]²⁻ + 2H₂O. קומפלקס ההקספלורוטיטנאט מתמוסס משם. הציפוי יושב על גבי הסרט הזה. כאשר הסרט מתחת לציפוי מותקף, הציפוי מאבד את המצע שלו - לא בגלל שהזרז שגוי, אלא בגלל שהבסיס מתמוסס.

זו לא בעיית ציפוי. רו-איר, איר-טה, פלטינה, אף אחד מהם לא מתקן את זה. שכבת פלטינה מתנגדת לפלואוריד טוב יותר מ-MMO, אבל במבנה פלטיני-טיטניום נקודת הכשל היא עדיין הטיטניום בקצוות, בריתוכים ובמיקרו-סדקים. פלטינה אינה מגשרת על מצע ממיס. הטעות היקרה היא לצטט את אותה האנודה כמו בפעם הקודמת כי הציור נראה מוכר. האנודה לא השתנתה. המים כן.

בפועל שלטי האזהרה שקטים. המתח זוחל למעלה במשך שבועות. אף אחד לא רואה בורות בהתחלה. ואז מופיע כתם חום או אפור קטן ליד ריתוך, קצה, חור בריח. בזמן שהפוטנציאל נסחף, הטיטניום כבר איבד מעובי מקומי. פירוק בנקיקים מרכז את הפלואוריד עוד יותר, מה שמאיץ את ההתקפה - לולאה מגבירה עצמית שאינה נעצרת כאשר אתה מעלה את הזרם.

כלל שדה שאנו משתמשים בו: אם למדיום יש F⁻ הניתן למדידה, בקש את המספר לפני שאתה מצטט משהו. לא "יש פלואוריד" - פלואוריד חופשי או כולל, ppm, מורכב או לא, pH, טמפרטורה, והאם האנודה יושבת באנרגיה או ספוגית לאחר הכיבוי. הסף אינו שורה אחת. בשירות חומצי סביב pH 2-4, פלואוריד חופשי מעל 5-10 עמודים לדקה בערך מתחיל לתקוף טיטניום דרגה 2; כמעט ניטרלי הוא זז לכיוון 20-30 ppm; בעיבוד אלקטרוני בטוהר גבוה כמו נייר נחושת היעד המעשי הוא מתחת ל-1 ppm. הטמפרטורה חשובה לא פחות מהריכוז - אותם ppm ב-80 מעלות יכול להיות גרוע בסדר גודל מאשר ב-25 מעלות.

מה שבאמת עובד במקום:

שנה את היגיון המצע: קצוות מחוזקים בטנטלום, או מנשא שאינו טיטניום שבו המדיום הוא חומצי אגרסיבי פלוס פלואור. מחסום דק של תחמוצת טנטלום בין ציפוי לטיטניום מאט את ההתקפה, אבל זה לא תיקון קבוע בשירות מתמשך עם גבוה פלואוריד.

שנה את צורת האנודה: טיטניום פלטיני מתמודד עם פלואוריד טוב יותר מ-MMO כאשר קצוות הטיטניום מוגנים. Ti/PbO₂ יכול לסבול יותר שימוש לרעה בחומצה מחמצנת, אך הפלואוריד עדיין מגיע לבסיס הטיטניום באמצעות פגמים ואלקלי חזק ממיס PbO₂ - לא תשובה גורפת.

שנה את החובה: צפיפות זרם נמוכה יותר, ללא ריצה קשה מתמשכת, ללא היפוך קוטביות, שטיפה לאחר כיבוי כך שהפלואוריד לא יתרכז בנקיקים.

שנה את שפת המפרט: "האנודה חייבת לשרוד ניתוח בינוני X" במקום "Ir-Ta, 8 גרם/מ"ר, 20 שנה."

אנודת טיטניום יציבה רק כמו הסרט בין הציפוי לאלקטרוליט. כאשר הסרט הזה נמצא תחת התקפת פלואוריד, תחמוצות המתכות היקרות הן רק שכבה מזורזת היטב על בסיס הולך ונעלם.