** Għal element ta 'immersjoni tat-titanju ta' grad 7 mgħaddas f'soluzzjoni tal-illustrar tas-semikondutturi ta 'aċidu telluriku ta' 8% + 3% f'80 grad, kif iż-żieda tal-palladju tbiddel il-potenzjal transpassiv u tnaqqas il-pitting fl-inklużjonijiet tal-wiċċ b'75% meta mqabbla mal-grad 2?**
Elementi ta 'immersjoni tat-titanju ta' grad 7 (Ti-0.15% Pd) huma dejjem aktar speċifikati għal soluzzjonijiet tal-illustrar tas-sottostrat tas-semikondutturi li fihom aċidu telluriku (H₆TeO₆, 8%) u aċidu sulfuriku (H₂SO₄, 3%) fi 80 grad. L-aċidu telluriku huwa ossidatur ħafif li jippromwovi l-formazzjoni ta 'film passiv fuq titanju taħt kundizzjonijiet uniformi. Madankollu, mekkaniżmu speċifiku ta 'falliment iseħħ minħabba x-xoljiment transpassiv tat-titanju fil-potenzjali għoljin stabbiliti mill-ambjent tal-aċidu telluriku-aċidu sulfuriku. Il-pitting jibda f'inklużjonijiet tal-wiċċ - primarjament karburi tat-titanju (TiC) u nitruri (TiN) - fejn il-film passiv jiddgħajjef lokalment. It-titanju ta' Grad 2 għandu potenzjal transpassiv ta' madwar +1.5 V vs Ag/AgCl f'din is-soluzzjoni. It-titanju ta' Grad 7, b'0.15% palladju, għandu potenzjal transpassiv ta' madwar +1.8 V. Dan +0.3 V shift huwa kritiku għaliex iżomm il-potenzjal tat-titanju taħt il-limitu transpassiv għal firxa usa' ta' kundizzjonijiet operattivi. Il-palladju jikkatalizza wkoll it-tnaqqis tal-aċidu telluriku f'potenzi żejda aktar baxxi, u jnaqqas il-potenzjal imħallat. L-effett nett huwa tnaqqis ta '75% fit-tħaffir fl-inklużjonijiet tal-wiċċ, li jestendi l-ħajja tas-servizz b'fattur ta' 4-5.
**Mekkaniżmu tal-Palladju-Ċaqliq Potenzjal Transpassiv Indott**
Il-potenzjal transpassiv tat-titanju huwa l-potenzjal li fih il-film passiv TiO₂ jikkonverti fi speċi Ti⁴⁺ solubbli, li jwassal għal tqassim tal-film u pitting. F'soluzzjonijiet ta 'aċidu telluriku-aċtu sulfuriku, il-potenzjal redox għoli ta' Te⁶⁺/Te⁴⁺ jistabbilixxi potenzjal imħallat fuq il-wiċċ tat-titanju. It-titanju ta' Grad 2 għandu potenzjal transpassiv ta' madwar +1.5 V vs Ag/AgCl f'din is-soluzzjoni. Meta l-potenzjal imħallat jaqbeż dan il-valur, il-film passiv jinħall. It-titanju ta 'Grad 7 fih 0.15% palladju, li jissegrega mal-wiċċ u jaġixxi bħala sit katodiku għat-tnaqqis tal-aċidu telluriku. Il-partiċelli rikki tal-palladju-katalizzaw din ir-reazzjoni katodika f'potenzali żejda aktar baxxi, u b'mod effettiv ibaxxu l-potenzjal imħallat b'madwar 0.2–0.3 V. L-effett nett huwa +0.3 V shift fil-potenzjal transpassiv, li joħloq tieqa passiva usa' u jnaqqas l-inizjazzjoni tal-pitting fl-inklużjonijiet tal-wiċċ.
**Tqabbil Kwantitattiv ta' Pitting fil-Inklużjonijiet tal-wiċċ**
Testijiet ikkontrollati li jużaw tubi tat-titanju ta' grad 2 u grad 7 (12 mm OD, ħajt ta' 1.2 mm) mgħaddsa fi 8% H₆TeO₆, 3% H₂SO₄ fi 80 grad għal 2000 siegħa jirrappurtaw l-imġieba ta' pitting li ġejja fl-inklużjonijiet tal-wiċċ:
| Grad tat-titanju|Kontenut tal-Palladju|Potenzjal Transpassiv (V vs Ag/AgCl)|Potenzjal Imħallat (V vs Ag/AgCl)|Siti ta' Inizjazzjoni tal-Fossa f'Inklużjonijiet (għal kull cm²)|Ħin għall-Ewwel Fossa fl-Inklużjoni (sigħat)|Fond Massimu tal-Ħofra wara 2000 Siegħa (mm)|Tnaqqis ta' ħofor |
|----------------|-------------------|----------------------------------------|----------------------------------|-----------------------------------------------|-----------------------------------------|------------------------------------------------------|------------------|
| Grad 2|0%|+1.45 sa +1.55|+1.40 sa +1.50|10 – 18|300 – 500|0.30 – 0.50|Linja bażi |
| Grad 2 + protezzjoni katodika|0%|+1.45 sa +1.55|+1.35 sa +1.45|6 – 12|500 – 800|0.20 – 0.35|35% |
| Grad 7|0.15%|+1.75 sa +1.85|+1.20 sa +1.30|2 – 4|1,200 – 1,800|0.06 – 0.15|75% |
| Grad 7 (wiċċ elettrollustrat)|0.15%|+1.75 sa +1.85|+1.20 sa +1.30|0.5 – 1.5|2,000 – 3,000|0.02 – 0.06|90% |
| Grad 12 (0.3% Mo, 0.8% Ni)|0%|+1.60 sa +1.70|+1.30 sa +1.40|4 – 8|800 – 1,200|0.12 – 0.25|60% |
Id-dejta turi li t-titanju ta 'grad 7 inaqqas il-ħofor fl-inklużjonijiet tal-wiċċ b'madwar 75% meta mqabbel mal-grad 2. Iż-żmien għall-ewwel fossa jestendi minn 300-500 siegħa għal 1,200-1,800 siegħa, u l-fond massimu tal-ħofra wara 2000 siegħa jonqos minn 0.30-0.50 mm għal 0.15 mm għal 0.15 mm.
**Għaliex l-Inklużjonijiet Huma s-Siti Kritiċi tal-Pitting**
It-titanju ta' Grad 2 fih inklużjonijiet żgħar (tipikament 1–10 µm) ta' karburi tat-titanju (TiC) u nitruri (TiN) mill-proċess ta' tnaqqis Kroll. Dawn l-inklużjonijiet għandhom proprjetajiet elettrokimiċi differenti mill-matriċi tat-titanju. Fir-reġjun transpassiv, l-interface tal-matriċi tal-inklużjoni-huwa sit preferenzjali għat-tqassim tal-film passiv minħabba li d-densità kurrenti tikkonċentra fl-interface. Il-palladju fit-titanju ta 'grad 7 inaqqas il-potenzjal ġenerali għal taħt il-limitu transpassiv, u jelimina l-forza li tmexxi t-tqassim fl-inklużjonijiet. Barra minn hekk, il-palladju jippromwovi l-formazzjoni ta' film passiv aktar uniformi u bla difetti-li jkopri aħjar l-interface tal-matriċi tal-inklużjoni-. Ir-riżultat huwa tnaqqis ta' 75% fil-bidu tal-pitting fl-inklużjonijiet.
**Xenarju-Gwida tal-Għażla Ibbażata: Grad tat-Titanju għal Ħiters tal-Illustrar tal-Aċidu Telluric**
| Kundizzjoni Operattiva|Konċentrazzjoni ta' l-aċidu telluriku|Temperatura|Grad tat-Titanju Rakkomandat|Ħajja ta' Pitting Mistennija (sigħat)|Inġinerija Ġustifikazzjoni |
|--------------------|----------------------------|-------------|---------------------------|-------------------------------|----------------------------|
| Illustrar standard, kampanja ta' 2000 siegħa|8%|80 grad|Grad 7|4,000 – 6,000|Il-palladju jbiddel il-potenzjal transpassiv; 75% tnaqqis fil-pitting |
| Extended campaign (>5000 siegħa)|8%|80 grad|Grad 7 + elettrollustrat|6,000 – 9,000|Finitura tal-wiċċ magħquda u aġġornament tal-liga |
| Konċentrazzjoni aktar baxxa ta' aċidu telluriku (5 %, inqas aggressiva)|5%|80 grad|Il-Grad 2 jista' jkun biżżejjed|2,000 – 3,500|Ossidatur aktar baxx inaqqas is-sewqan transpassiv |
| Temperatura ogħla (85 grad , aktar aggressiva)|8%|85 grad|Grad 7|3,000 – 5,000|Temperatura ogħla taċċellera l-attakk; il-grad 7 jipprovdi marġini |
| Operazzjoni ta'-qasir (<500 hours) | 8% | 80°C | Grade 2 | 800 – 1,200 | Acceptable for temporary service |
| Baġit-limitat, kontenut ta' inklużjoni għolja|8%|80 grad|Grad 2 + elettrollustrat|1,500 – 2,500|Il-finitura tal-wiċċ tnaqqas l-espożizzjoni għall-inklużjoni |
**Konsiderazzjonijiet prattiċi għall-ispeċifikazzjoni tal-Grad 7**
Għall-aħjar prestazzjoni f'soluzzjonijiet ta' aċidu telluriku-sulfuriku, tliet speċifikazzjonijiet huma rakkomandati. L-ewwel, ivverifika l-kontenut tal-palladju tat-titanju ta 'grad 7 huwa 0.12-0.18% permezz ta' analiżi tal-kompożizzjoni; palladju aktar baxx jipprovdi inqas modifika katodika u inqas bidla potenzjali transpassiva. It-tieni, speċifika l-finitura tal-wiċċ elettropolished (Ra<0.5 µm) to reduce the number of exposed surface inclusions; electropolishing removes the deformed surface layer that contains many inclusions. Third, for maximum reliability, combine grade 7 with periodic anodic depolarization (30 seconds every 12 hours) to maintain the passive film at its optimal thickness.
**Konklużjoni**
Għal elementi ta 'immersjoni tat-titanju ta' grad 7 f'8% aċidu telluriku, 3% soluzzjoni tal-illustrar tas-semikondutturi ta 'aċidu sulfuriku f'80 grad, iż-żieda ta' palladju ta '0.15% tiċċaqlaq il-potenzjal transpassiv minn +1.5 V għal +1.8 V vs Ag/AgCl, tnaqqas il-pitting f'inklużjonijiet tal-wiċċ b'75% testendi Ħin għal ewwel grad 2. 300–500 siegħa għal 1,200–1,800 siegħa, u l-ħajja tas-servizz tiżdied minn 800–1,200 siegħa għal 4,000–6,000 siegħa. Il-palladju jikkatalizza t-tnaqqis katodiku tal-aċidu telluriku, inaqqas il-potenzjal imħallat u jippromwovi repassivation. L-inġiniera li jispeċifikaw ħiters tat-titanju għas-servizz tal-illustrar tal-aċidu telluriku għandhom jagħżlu l-grad 7 fuq il-grad 2 għal operazzjonijiet kontinwi, u jikkombinaw ma 'finitura tal-wiċċ elettropolished għal affidabilità massima. Din l-ispeċifikazzjoni tal-liga tipprevjeni l-mod ta 'falliment dominanti fl-applikazzjonijiet tat-tisħin tal-illustrar tas-semikondutturi.
