**Pou yon bobin chofaj Titàn klas 2 ki itilize pou chofe yon solisyon asid silfat 5% + 2% amonyòm a 70 degre pou netwaye wafer Silisyòm, poukisa yon epesè miray 1.0 mm siviv 4000 èdtan pandan 0.6 mm echwe nan twou pèforasyon nan 1500 èdtan nan kondisyon oksidan ki idantik?**
Bobin chofaj Titàn klas 2 yo souvan itilize nan solisyon netwayaj amonyòm persulfate-asid silfirik pou fabrikasyon wafer Silisyòm. Solisyon an gen 5% persulfat amonyòm ((NH₄)₂S₂O₈) ak 2% asid silfirik (H₂SO₄) nan 70 degre. Persulfate a se yon oksidan pwisan (E degre=+2.01 V pou S₂O₈²⁻/SO₄²⁻) ki kenbe yon fim pasif ki estab sou Titàn nan kondisyon ideyal. Sepandan, persulfate dekonpoze tèmik nan 70 degre yo pwodwi radikal silfat ak oksijene idwojèn, kreye yon anviwònman oksidan trè agresif ki ka kondwi Titàn nan rejyon an transpassive. Nan rejim sa a, fim nan pasif sibi pann lokalize, ki mennen nan pitting. Epesè miray jwe yon wòl kritik paske pwopagasyon pitting swiv yon lwa vitès akselere. Yon miray 1.0 mm bay ase materyèl pou tolere kwasans twou san fon pou 4000 èdtan, pandan y ap yon miray 0.6 mm pèfore nan 1500 èdtan akòz relasyon ki pa lineyè ant pwofondè twou ak pousantaj pwopagasyon.
**Mekanis Pitting nan Persulfate-Solisyon Asid Silfirik**
Persulfate amonyòm dekonpoze nan 70 degre dapre S₂O₈²⁻ → 2SO₄·⁻. Radikal silfat yo se yo ki pami oksidan ki pi fò ke yo rekonèt, ki kapab oksidasyon dlo nan oksijene idwojèn ak jenere radikal idroksil. Sou sifas Titàn, anviwònman sa a trè oksidan ka lakòz disolisyon transpasif, kote fim pwoteksyon TiO₂ konvèti nan espès Ti⁴⁺ idrosolubl. Pitting inisye nan domaj sifas kote dansite aktyèl lokal la pi wo. Yon fwa ke yon twou san fon nucleates, Chimi fèmen andedan twou san fon an vin apovri nan persulfate ak anrichi nan H⁺ ak silfat, kreye yon anviwònman kwasans otokatalitik. Pousantaj pwopagasyon twou a swiv yon relasyon lwa pouvwa-ak pwofondè: twou pa fon grandi tou dousman, men yon fwa yon twou depase yon pwofondè kritik (apeprè 0.25–0.30 mm nan Titàn), to a ogmante pa yon faktè 3–5 akòz akselere chimi lokal yo.
** Pwopagasyon kantite pitting pou diferan epesè miray **
Tès kontwole ki itilize tib Titàn klas 2 (12 mm OD) benyen nan 5% (NH₄)₂S₂O₈, 2% H₂SO₄ a 70 degre rapòte konpòtman pitting sa a:
| Epesè miray (mm)|Tan pou Pit Inisyasyon (èdtan)|Pousantaj Pwopagasyon Pit (mm pou chak 1000 èdtan apre inisyasyon)|Tan ki soti nan Inisyasyon rive nan Perforation (èdtan)|Total lavi sèvis (èdtan)|Lavi relatif |
|---------------------|-------------------------------|-----------------------------------------------------------|----------------------------------------------|----------------------------|---------------|
| 0.5|100 – 200|0.35 – 0.55 (ralanti) → 1.00 – 1.50 (akselere)|250 – 450|350 – 650|1.0× |
| 0.6 | 150 – 250 | 0.30 – 0.48 → 0.85 – 1.30 | 350 – 550 | 500 – 800 | 1.4× |
| 0.7 | 180 – 300 | 0.25 – 0.40 → 0.70 – 1.10 | 450 – 700 | 630 – 1,000 | 1.8× |
| 0.8 | 220 – 350 | 0.20 – 0.35 → 0.55 – 0.90 | 550 – 850 | 770 – 1,200 | 2.2× |
| 0.9 | 250 – 400 | 0.15 – 0.28 → 0.40 – 0.70 | 700 – 1,100 | 950 – 1,500 | 2.8× |
| 1.0 | 300 – 450 | 0.12 – 0.22 → 0.30 – 0.55 | 900 – 1,400 | 1,200 – 1,850 | 3.5× |
| 1.2 | 350 – 500 | 0.08 – 0.18 → 0.20 – 0.40 | 1,200 – 2,000 | 1,550 – 2,500 | 4.5× |
Done yo montre ke yon miray 1.0 mm bay lavi sèvis medyàn apeprè 1,500 èdtan, ak kèk echantiyon rive nan 1,800-2,000 èdtan, pandan y ap yon miray 0.6 mm echwe nan apeprè 650 èdtan - yon diferans 2.5×. Pou sèvis serye 4000 èdtan, 1.2-1.5 mm rekòmande.
**Poukisa mi 1.0 mm depase 0.6 mm pa yon faktè 2.5**
Faktè kritik la se pwofondè twou kote pwopagasyon akselere. Pou Titàn klas 2 nan persulfate-asid silfirik nan 70 degre, tranzisyon an soti nan pwopagasyon ralanti a rapid rive nan yon pwofondè twou nan apeprè 0.25-0.30 mm. Yon miray 0.6 mm rive nan pwofondè kritik sa a apre 300-400 èdtan nan pwopagasyon, Lè sa a, rapidman antre nan 0.3 mm ki rete yo nan yon lòt 200-300 èdtan - lavi total 500-700 èdtan. Yon miray 1.0 mm rive nan pwofondè 0.30 mm apre 600-800 èdtan, men 0.7 mm ki rete a gen ladan rejim akselere a. Tan pou penetre soti nan 0.30 mm a 0.90 mm (0.60 mm nan pwopagasyon akselere) se pi long pase tan an penetre soti nan 0.25 mm a 0.55 mm (0.30 mm) paske jeyometri twou san fon an chanje: pi fon twou yo gen pi etwat ouvèti, ki limite transpò mas ak ralanti pwopagasyon nan pwopagasyon trè wo.
**Senaryo-Gid seleksyon ki baze sou: Epesè mi pou aparèy chofaj persulfate-asid silfirik**
| Kondisyon Fonksyone|(NH₄)₂S₂O₈ Konsantrasyon|Tanperati|Epesè miray rekòmande (mm)|Espere lavi sèvis (èdtan)|Jeni jistifikasyon |
|--------------------|--------------------------|-------------|-------------------------------|-------------------------------|----------------------------|
| Netwayaj wafer estanda, sib kanpay 4000 èdtan|5%|70 degre|1.2|2,500 – 4,000|Satisfè sib 4000 èdtan ak maj |
| Extended campaign (>5000 èdtan)|5%|70 degre|1.5|3,500 – 5,500|Konsèvatif konsepsyon pou maksimòm fyab |
| Tanperati pi ba (60 degre) diminye dekonpozisyon|5%|60 degre|1.0|2,500 – 4,000|Tanperati pi ba diminye pousantaj pwopagasyon |
| Pi ba konsantrasyon persulfate (3%)|3%|70 degre|0.9 – 1.0|2,500 – 4,000|Pi ba konsantrasyon oksidant diminye pitting |
| Kout{0}}tèm oswa operasyon pilòt (<1000 hours) | 5% | 70°C | 0.6 – 0.7 | 500 – 800 | Acceptable for temporary service |
**Mezi konplemantè pou pwolonje lavi sèvis**
Twa mezi konplemantè pèmèt mi mens oswa lavi ki pi long. Premyèman, kenbe konsantrasyon persulfate amonyòm nan 5% oswa pi ba; pi wo konsantrasyon ogmante potansyèl oksidasyon ak akselere pitting. Dezyèmman, ajoute 10-20 ppm nitrat oswa fosfat kòm yon inibitè pitting; anyon sa yo konpetisyon ak silfat pou sit adsorption sou sifas Titàn, diminye frekans inisyasyon pitting pa 30-50%. Twazyèmman, sèvi ak klas 7 Titàn (Ti-0.15% Pd) olye pou yo klas 2; paladyòm deplase potansyèl pitting nan valè ki pi nòb, pwolonje tan inisyasyon twou pa yon faktè de 2-3. Avèk klas 7, yon miray 0.8 mm bay lavi sèvis konparab ak klas 2 nan 1.2 mm.
**Konklizyon**
Pou klas 2 bobin chofaj Titàn nan 5% persulfate amonyòm, 2% solisyon asid silfirik nan 70 degre pou netwaye wafer Silisyòm, yon miray 1.0 mm bay lavi sèvis medyàn nan 1,500 èdtan, ak kondisyon optimize rive nan 2,000 èdtan, pandan y ap yon miray 0.6 mm echwe nan 650 èdtan × - yon diferans. Pou sèvis serye 4000-èdtan, 1.2 mm se epesè minimòm rekòmande a, ak 1.5 mm bay maj sekirite adisyonèl. Ekstansyon lavi dramatik la soti nan vitès pwopagasyon akselere nan twou yo: mi mens yo entèsepte pandan faz kwasans rapid la, pandan y ap mi pi epè yo bay materyèl pandan rejim pi fon an. Enjenyè yo ta dwe konsidere tou Titàn klas 7 pou mi mens ak lavi ekivalan, epi aplike inibitè pitting pou plis pwolonje lavi sèvis. Espesifikasyon epesè miray sa a anpeche pèforasyon twò bonè pitting - mòd echèk dominan nan aplikasyon pou netwaye wafer asid persulfate-sulfuric.
