Anviwònman ekstrèm
Melanje asid grave pou aplikasyon pou semi-conducteurs, ayewospasyal ak metal fini itilize konbinezon asid nitrique ak asid fluoridrik nan tanperati 60-90 degre. Anviwònman sa a atake prèske tout metal yo. Asid nitrique a bay gwo pouvwa oksidasyon. Asid fluoridrik la bay iyon fliyò ki fòme konplèks ki estab, idrosolubl ak pifò kasyon metal, detwi nenpòt fim pasif ki ta ka otreman pwoteje sifas la.
Tantal se youn nan kèk metal ki gen rezistans itil nan anviwònman sa a. Tantal-alyaj tengstèn (Ta-2.5W oswa Ta-10W) amelyore rezistans korozyon Tantal pi bon kalite deja ekselan nan ranfòsman solid-solisyon ki tou amelyore rezistans nan atak fliyò. Alyaj sa yo reprezante pi gwo rezistans korozyon metalik nan sèvis asid melanje.
PTFE se iminitè a tou de asid. Konparezon an se ant pi bon materyèl metalik ki disponib -ak rezistans korozyon mezirab, fini-ak yon polymère ki pa ka korode nan anviwònman sa a.
Tantal-Tungstène Mekanis Kowozyon nan HF
Tantal reziste HF pi byen pase nenpòt lòt metal komèsyal eksepte iridyòm ak platinum. Fim pasif Ta₂O₅ li yo se youn nan oksid ki pi rezistan chimikman li te ye. Anplis de sa a tengstèn ranfòse alyaj la ak yon ti kras amelyore rezistans nan atak fliyò pa modifye estrikti nan elektwonik nan fim nan pasif.
Sepandan, Tantal-alyaj tengstèn pa iminize kont HF. A 80 degre nan melanj HNO₃-HF, fim pasif la fonn nan yon pousantaj de 0.005-0.02 mm/ane. Disolisyon an jeneralman inifòm, men li ka vin lokalize nan domaj sifas, fwontyè grenn jaden, oswa zòn nan domaj mekanik. Yon grafouyen ki penetre fim nan pasif vin tounen yon sit nan atak akselere jiskaske fim nan re-fòm.
Pousantaj inifòm disolisyon an se jere ak alokasyon korozyon. Risk la se pann lokalize. Si yon ti patikil fè ki soti nan yon zouti vin entegre nan sifas Tantal la pandan fabrikasyon oswa antretyen, li fòme yon selil galvanik aktif. Tantal la alantou patikil fè a korode preferansyèlman. Yon twou inisye ak pwopaje anba enfliyans konbine melanj asid la ak fòs kondwi galvanik la.
Tablo 1: Konparezon rezistans korozyon asid melanje (20% HNO₃ + 5% HF, 80 degre)
| Paramèt korozyon | Tantal-Tungstène (Ta-2.5W) | PTFE |
|---|---|---|
| Mekanis pwoteksyon korozyon | Ta₂O₅ fim pasif | Estabilite kosyon C-F nannan |
| Pousantaj korozyon inifòm (mm / ane) | 0.005-0.02 | 0 |
| Risk korozyon lokalize | Ba men pa zewo (Fe kontaminasyon sansiblite) | Okenn |
| Sansiblite nan konsantrasyon HF ogmante | Modere (pousantaj pwopòsyonèl ak [HF]) | Okenn |
| Sansiblite nan ogmantasyon tanperati | Segondè (pousantaj double pou chak 10-15 degre) | Okenn (anba 260 degre) |
| Pri materyèl (relatif) | 30-50× | 1× |
| Konpleksite fabrikasyon | Ekstrèmman wo (soude espesyalize; kondisyon chanm pwòp) | Modere |
| Kondiktivite tèmik (W/m·K) | 54 | 0.25 |
| Sipèfisi relatif obligatwa | 1.0× (debaz) | 3-4× |
| Previzibilite lavi sèvis | Modere (risk pitting stochastic) | Segondè (kalkil-ki baze sou ranp) |
| Konsekans echèk | Flit pinhole toudenkou; kontaminasyon pwosesis | Gradyèl; detekte pa mezi epesè |
Faktori a ak pri reyalite
Tantal-alyaj tengstèn se pami materyèl jeni ki pi chè yo itilize nan ekipman chimik. Pri materyèl bwit yo se 30-50 fwa PTFE pou chak kilogram. Fabrikasyon mande pou soude espesyalize nan gwo -pite atmosfè inaktif, souvan nan kondisyon chanm pwòp pou anpeche kontaminasyon sifas ki ta ka kòmanse korozyon. Soudeur yo dwe sètifye espesyalman pou soude metal refractory. Egzamen ki pa destriktif nan chak soude se obligatwa.
Pri fabrike echanjeur chalè a se 10-20 fwa yon ekivalan PTFE pou menm devwa chalè a. Prim pri sa a achte yon echanjeur chalè ki kontra enfòmèl ant-gras konduktiviti tèmik Tantal la nan 54 W/m·K-men ki toujou korode dousman epi li pote risk pou atak lokalize.
Echanjeur chalè PTFE pou menm devwa a se pi gwo -3-4 fwa sifas sifas-men koute yon fraksyon kòm anpil epi yo gen zewo risk korozyon. Kote espas enstalasyon an ka akomode anprint ki pi gwo, chwa ekonomik la se klè.
Risk Kontaminasyon Pwosesis la
Kowozyon Tantal degaje iyon Tantal nan solisyon an grave. Pou aplikasyon pou semi-conducteurs ak segondè-finisyon metal presizyon, kontaminasyon iyon metal nan pati-pa-milya nivo ka afekte kalite pwosesis. Pousantaj disolisyon Tantal 0.01 mm/ane tradui nan yon sous kontinyèl, ki ba -kontaminasyon Tantal.
PTFE pa degaje iyon metal. Li pa gen okenn metal. Solisyon grave a rete san chalè-échangeur-kontaminasyon metalik ki sòti pandan tout lavi ekipman an. Pou kontaminasyon-pwosesis sansib, sa a se yon avantaj desizif endepandan de pri.
Rezime
Echanjeur chalè PTFE yo iminize kont solisyon melanje HNO₃-HF asid grave nan 80 degre, pandan y ap Tantal-alyaj tengstèn korode tou dousman nan disolisyon fim pasif ak pote risk pou atak galvanik lokalize. Pri materyèl Tantal-tengstèn se 30-50 fwa pi wo pase PTFE; pri a ekipman fabrike se 10-20 fwa pi wo.
PTFE mande 3-4 fwa sipèfisi pou devwa chalè ekivalan. Kote espas enstalasyon ki disponib, PTFE bay pi ba pri, zewo risk korozyon, ak libète kont kontaminasyon metal ion. Tantal-tengstèn rezève pou aplikasyon kote kontrent espas oswa kondisyon mekanik anpeche pi gwo anprint PTFE la.
Analiz jeni pou seleksyon materyèl echanjeur chalè asid melanje asid disponib sou soumèt konsantrasyon asid, tanperati opere, devwa chalè, espas enstalasyon ki disponib, ak sansiblite kontaminasyon metal.
