Natríumpersúlfat (Na₂S₂O₈) er sterkt oxunarefni með staðlaða afoxunargetu upp á 2,01 V fyrir S₂O₈²⁻/SO₄²⁻, sterkara en saltpéturssýra. Á títan veldur persúlfat transpassive upplausn frekar en stöðugri passivering. Við 50 gráður færir hái oxunarmöguleikinn títaníumyfirborðið yfir í þvert yfir 1,8 V á móti venjulegu vetnisrafskauti, þar sem óvirka kvikmyndin brotnar niður og títan leysist upp sem Ti⁴⁺ á hraðanum 0,2–0,5 mm á ári. Transpassive upplausnin er einsleit frekar en gryfja, en tæringarhlutfallið er of hátt fyrir flest forrit.

The Mechanism of Persulfate-Induced Transpassive Dissolution

Stöðugt óvirka svæðið fyrir títan er á milli um það bil 0 V og 1,8 V. Við styrkleika yfir 1,8 V oxast TiO₂ filman frekar í leysanlegar Ti⁴⁺ tegundir: TiO₂ + 2H₂O → Ti⁴⁺ + 4OH⁻ + 2 Persúlfat, sem er mjög sterkt oxunarefni, setur blönduðu möguleika títans á 1,7–2,0 V. Á þessu bili er transpassive upplausnarstraumurinn verulegur. Tæringin er einsleit vegna þess að allt yfirborðið er á þverrásarsvæðinu. Það er engin staðbundin sundurliðun; í staðinn leysist myndin stöðugt upp.

Magntæringarhraði sem hlutverk persúlfatstyrks

Stýrð prófun á natríumpersúlfati við 50 gráður yfir 500 klukkustundir hefur sýnt eftirfarandi fyrir 2. stigs títan. Við 0% persúlfat (grunnlínu) er tæringarhlutfallið 0,005–0,010 mm á ári, yfirborðsgetan er 0,2–0,5 V og vélbúnaðurinn er óvirkur. Við 1% persúlfat er hlutfallið 0,05–0,12 mm á ári, möguleikinn er 1,2–1,5 V og vélbúnaðurinn er blandaður. Við 3% persúlfat er hlutfallið 0,12–0,25 mm á ári, spennan er 1,5–1,7 V, og vélbúnaðurinn er transpassive byrjun. Við 5% persúlfat er hlutfallið 0,20–0,40 mm á ári, spennan er 1,7–1,9 V og vélbúnaðurinn er þvert á móti. Við 10% persúlfat er hlutfallið 0,35–0,60 mm á ári, spennan er 1,8–2,0 V og vélbúnaðurinn er alvarlegur transpassive.

Áhrif hitastigs á transpassive umskipti

Transpassive svæðið færist yfir í lægri möguleika við hærra hitastig. Við 25 gráður og 5% persúlfat er tæringarhlutfallið 0,10-0,20 mm á ári og vélbúnaðurinn er þvert á móti. Við 40 gráður er hlutfallið 0,15–0,30 mm á ári. Við 50 gráður er hlutfallið 0,20–0,40 mm á ári. Við 60 gráður er hlutfallið 0,30–0,60 mm á ári. Við 70 gráður fer hlutfallið yfir 0,50 mm á ári. Hærra hitastig gerir transpassive upplausnina alvarlegri.

**Leiðbeiningar um efnisval fyrir persúlfatþjónustu

Eftirfarandi tafla gefur ráðleggingar um hitara í natríumpersúlfatlausnum miðað við styrk og hitastig.

Verkfræði handan títanvals

Gráða 7 hefur aðeins lægri transpassive upplausnarhraða en gráðu 2 (30–50% lækkun) vegna palladíumauðgunar, en framförin er ekki nægjanleg til að gera títan hentugan fyrir persúlfatþjónustu. Veggþykkt veitir tæringarheimild; 2,0 mm veggur með 0,20 mm á ári tæringu endist í 10 ár, en það er lélegt. PTFE-húðaðir títanhitarar einangra málminn frá persúlfatlausninni og veita framúrskarandi viðnám. Tantal hefur miklu breiðari óbeinar svið og er ónæmur fyrir persúlfati. Sirkon virkar líka vel en er dýrt.

Gera upplýsta forskrift

Fyrir títaníumdýfahitara í 5% natríumpersúlfati við 50 gráður er áætlaður tæringarhraði 0,20–0,40 mm á ári, sem er of hátt fyrir langtíma-þjónustu. Tilgreindu PTFE-húðaðan títan hitara (0,5 mm PTFE lag) eða tantal hitara í staðinn. Ef nota þarf títan, takmarkaðu styrk persúlfats við 2% og hitastigið við 40 gráður og notaðu 2,5 mm veggþykkt. Meðan á notkun stendur skaltu fylgjast með hitaraþykktinni árlega; þegar veggþykktin er komin í 1,0 mm skal skipt um hitara. Með því að skilja að persúlfat veldur gagnvirkri upplausn frekar en aðgerðarleysi, velur verkfræðingur viðeigandi efni fyrir þetta árásargjarna oxandi umhverfi.