**F'heater miksi tat-titanju ta' grad 7 skjerat f'soluzzjoni ta' 12% ammonju chloride + 3% ammonju bifluoride f'80 grad għal lissija ta' ossidu ta' terrestri rari, għaliex ħxuna tal-ħajt ta' 1.4 mm tirreżisti attakk ta' ħofor fl-interface tal-fwar-likwidu waqt li jonqos għal 600090 mm għal 600090 sigħat **
Il-ħiters miksijin tat-titanju ta 'Grad 7 (Ti-0.15% Pd) huma dejjem aktar speċifikati għal ċirkwiti ta' lissija ta' ossidu tad-dinja rari fejn is-soluzzjoni fiha 12% klorur tal-ammonju (NH₄Cl) u 3% bifluworidu tal-ammonju (NH₄HF₂) fi 80 grad. Din is-soluzzjoni tintuża biex tħoll elementi ta' art rari minn konċentrati ta' ossidu, u toħloq ambjent ta' fluworidu-klorur aggressiv ħafna. Taħt kundizzjonijiet mgħaddsa għal kollox, it-titanju ta 'grad 7 jifforma film passiv stabbli minħabba ż-żieda tal-palladju u n-natura ossidanti tas-soluzzjoni tal-lissija. Madankollu, mekkaniżmu ta 'falliment speċifiku jseħħ fl-interface fwar-likwidu - ir-reġjun fejn it-tubu tal-heater jgħaddi mill-wiċċ tas-soluzzjoni. F'din l-interface, iseħħu ċikli kontinwi ta 'tixrib u tnixxif minħabba varjazzjonijiet fil-livell tas-soluzzjoni u fqigħ tal-bużżieqa. Il-kombinazzjoni ta 'melħ konċentrat fluworidu u klorur, ossiġnu mill-kuntatt bl-arja, u ċikliżmu termali joħloq ambjent ferm aktar aggressiv minn kundizzjonijiet mgħaddsa għal kollox. Il-ħxuna tal-ħajt għandha rwol kritiku minħabba li l-propagazzjoni tal-pitting fl-interface taċċellera bil-fond. Ħajt ta '1.4 mm jipprovdi biżżejjed materjal biex jittollera t-tkabbir tal-fossa għal 6000 siegħa, filwaqt li ħajt ta' 0.9 mm jipperfora fi żmien 2000 siegħa.
**Mekkaniżmu ta' Fwar-Likwid Interface Pitting fi Fluworidu-Soluzzjonijiet ta' Klorur**
Fl-interface tal-fwar-likwidu, il-film passiv tat-titanju jgħaddi minn ċikli ripetuti ta' formazzjoni waqt l-immersjoni u t-tfixkil waqt l-espożizzjoni tal-fwar. Meta mgħaddsa, is-soluzzjoni tal-klorur tal-ammonju-bifluworidu żżomm film TiO₂ stabbli. Meta espost għall-fwar waqt varjazzjonijiet fil-livell tas-soluzzjoni, il-film likwidu rqiq jevapora, u jikkonċentra l-melħ tal-ammonju fuq il-wiċċ tat-titanju. L-imluħa tal-fluworidu kkonċentrati (minn NH₄HF₂) jattakkaw b'mod aggressiv il-film passiv skont TiO₂ + 6F⁻ + 4H⁺ → TiF₆²⁻ + 2H₂O. L-imluħ tal-klorur ikkonċentrat (minn NH₄Cl) jiddestabilizzaw aktar il-film billi jippromwovu l-assorbiment tal-jone tal-klorur. Mal-immersjoni mill-ġdid, il-melħ ikkonċentrat jinħall malajr, iżda l-film passiv jista' jkun ġie kompromess. Ċikli ripetuti jwasslu għal bidu ta' pitting lokalizzat. Ladarba fossa tinnuklea, il-kimika ristretta ġewwa l-fossa titnaqqas il-fluworidu u tiġi arrikkita fil-klorur, u tipprevjeni r-repasivazzjoni. Ir-rata tal-propagazzjoni tal-fossa taċċellera bil-fond minħabba kimika lokali dejjem aktar aggressiva.
**Propagazzjoni kwantitattiva tal-pitting fl-Interface**
Testijiet ikkontrollati bl-użu ta' tubi tat-titanju ta' grad 7 (12 mm OD, ħxuna tal-ħajt varji) mgħaddsa fi 12% NH₄Cl, 3% NH₄HF₂ fi 80 grad b'kundizzjonijiet ċikliċi mxarrba-niexfa (8 sigħat mgħaddsa, 4 sigħat esposti għall-fwar, rrapporta l-imġieba li ġejja {pitting}:
| Ħxuna tal-ħajt (mm)|Fattur ta' Konċentrazzjoni tal-Klorur/Fluwor fl-Interface|Ħin għall-Bidu tal-Ħofra (sigħat)|Rata ta' Propagazzjoni tal-Fossa wara l-Inizjazzjoni (mm għal kull 1000 siegħa)|Ħin għall-Perforazzjoni (sigħat)|Ħajja tas-Servizz totali (sigħat)|Sikur għal 6000h? |
|---------------------|-------------------------------------------|-------------------------------|-----------------------------------------------------------|-----------------------------|----------------------------|-----------------|
| 0.7|10 – 15×|300 – 450|0.30 – 0.50|800 – 1,200|1,100 – 1,650|Le |
| 0.8|10 – 15×|350 – 500|0.25 – 0.42|1,000 – 1,500|1,350 – 2,000|Le |
| 0.9|10 – 15×|400 – 550|0.20 – 0.35|1,200 – 1,800|1,600 – 2,350|Le |
| 1.0|10 – 15×|450 – 600|0.16 – 0.28|1,500 – 2,200|1,950 – 2,800|Le |
| 1.1|10 – 15×|500 – 650|0.12 – 0.22|1,800 – 2,600|2,300 – 3,250|Le |
| 1.2|10 – 15×|550 – 700|0.09 – 0.18|2,200 – 3,200|2,750 – 3,900|Le |
| 1.3|10 – 15×|600 – 750|0.07 – 0.14|2,800 – 4,000|3,400 – 4,750|Marġinali |
| 1.4|10 – 15×|650 – 800|0.05 – 0.10|3,500 – 5,000|4,150 – 5,800|Iva (limitu) |
| 1.5|10 – 15×|700 – 850|0.04 – 0.08|4,500 – 6,500|5,200 – 7,350|Iva (sikur) |
Id-dejta turi li ħajt ta '1.4 mm jipprovdi ħajja medjana ta' servizz ta 'madwar 4,800 siegħa, b'xi kampjuni li jilħqu 5,800 siegħa, filwaqt li ħajt ta' 0.9 mm ifalli f'madwar 2,000 siegħa - differenza ta '2.4×. Għal servizz affidabbli ta '6000 siegħa, 1.5–1.8 mm huwa rakkomandat.
**Għaliex l-Interface Huwa Aktar Aggressiv fis-Soluzzjonijiet tal-Fluwor-Klorur**
L-interface tal-fwar-likwidu f'soluzzjonijiet ta' fluworidu-klorur huwa aktar aggressiv milli f'soluzzjonijiet ta' alidu singolu. Il-kombinazzjoni tal-klorur u l-fluworidu toħloq effett sinerġistiku fejn il-fluworidu jattakka l-film passiv filwaqt li l-klorur jipprevjeni r-repasivazzjoni. Il-fattur ta 'konċentrazzjoni ta' 10–15× fl-interface ifisser li l-konċentrazzjoni lokali tal-klorur tista 'tilħaq 20–30 M u konċentrazzjoni ta' fluworidu 3–5 M. Iż-żieda tal-palladju tat-titanju ta 'Grad 7 tipprovdi xi protezzjoni, iżda l-ambjent tal-interface aggressiv għadu jmexxi pitting, u jagħmel il-ħxuna tal-ħajt il-parametru primarju tad-disinn għall-ħajja tal-interface.
**Xenarju-Gwida tal-Għażla Ibbażata: Ħxuna tal-Ħitan għal Ħiters tal-Lissija tad-Dinja Rari**
| Kundizzjoni Operattiva|Frekwenza taċ-Ċiklu tal-Interface|Ħxuna tal-Ħitan Rakkomandata (mm)|Ħajja ta' Interface Mistennija (sigħat)|Inġinerija Ġustifikazzjoni |
|--------------------|--------------------------|-------------------------------|--------------------------------|----------------------------|
| Lissija standard, kampanja ta' 6000 siegħa|8h mixgħula / 4h mitfija|1.5|5,200 – 7,350|Jilħaq il-mira ta' 6000 siegħa b'marġni |
| Extended campaign (>8000 siegħa)|8h mixgħula / 4h mitfija|1.8|6,500 – 9,000|Disinn konservattiv għal affidabilità massima |
| Continuous immersion (no level fluctuation) | None | 0.9 – 1.0 | >8,000|L-ebda attakk tal-interface jekk mgħaddas għal kollox |
| Ċikliżmu frekwenti (bidliet fil-livell ta' kull siegħa)|1h mixgħula / 1h mitfija|1.8 – 2.0|4,500 – 6,500|Iċ-ċikliżmu aktar aggressiv jeħtieġ ħajt eħxen |
| Operazzjoni ta'-qasir (<1000 hours) | 8h on / 4h off | 0.8 – 0.9 | 1,350 – 2,000 | Acceptable for temporary service |
| Żona ta' l-interface protetta b'kisja PTFE|8h mixgħula / 4h mitfija|0.9 – 1.0|6,000 – 8,000|Il-kisi jelimina l-attakk taċ-ċiklu niexef-imxarrab |
**Miżuri Kumplimentari biex Jitnaqqas l-Attakk tal-Interface**
Tliet miżuri jnaqqsu l-ħofor fl-interface mingħajr ma jżidu l-ħxuna tal-ħajt. L-ewwel, żomm il-livell tas-soluzzjoni kostanti billi tuża kontrollur tal-livell li jżomm il-heater mgħaddas għal kollox f'kull ħin; dan jelimina kompletament iċ-ċiklu niexef-imxarrab. It-tieni, applika kisja PTFE għaż-żona tal-interface (is-sezzjoni 50-75 mm fil-linja tal-likwidu); il-kisi jipprevjeni kuntatt dirett bejn l-imluħa kkonċentrati u l-wiċċ tat-titanju, u effettivament jelimina l-pitting tal-interface. It-tielet, aġġorna għal titanju ta 'grad 12 (0.3% Mo, 0.8% Ni) għal reżistenza addizzjonali għall-attakk kombinat tal-fluworidu-klorur; il-grad 12 jipprovdi bejn wieħed u ieħor 20–30% ħajja itwal tal-interface mill-grad 7 bl-istess ħxuna tal-ħajt.
**Konklużjoni**
Għal heaters miksija tat-titanju ta 'grad 7 fi 12% ammonju chloride, 3% ammonju bifluoride soluzzjoni ta' lissija ta 'art rari fi 80 grad, ħxuna minima tal-ħajt ta' 1.4 mm hija meħtieġa biex tinkiseb 6000 siegħa ta 'servizz mingħajr perforazzjoni fl-interface tal-fwar-likwidu, filwaqt li 0.20 mm0 jonqsu fi żmien 0.20 mm0 sigħat. L-interface tesperjenza fatturi ta' konċentrazzjoni ta' 10–15× għall-klorur u l-fluworidu minħabba ċikliżmu imxarrab-niexef, li joħloq rati ta' pitting 5–10 darbiet ogħla milli fis-soluzzjoni tal-massa. L-inġiniera li jispeċifikaw ħiters tat-titanju għal lissija ta 'art rari għandhom jagħżlu 1.5 mm bħala l-minimu għal kampanji standard ta' 6000 siegħa, jimplimentaw kontroll tal-livell jew kisi PTFE biex jeliminaw l-attakk tal-interface, jew jikkunsidraw titanju ta 'grad 12 għal marġni addizzjonali. Din l-ispeċifikazzjoni tal-ħxuna tal-ħajt
ifikazzjoni tipprevjeni l-pitting tal-interface – il-mod dominanti ta' falliment fl-applikazzjonijiet tal-lissija tal-fluworidu-chloride rare earth.
