Natríumbórat (Na₂B₄O₇) í 8% styrkleika og 95 gráður er notað sem stuðpúði og tæringarhemill. Bóratjónir (B₄O₇²⁻) geta myndað hlífðarfilmu á títan, en stöðugleiki þessarar filmu fer eftir styrk bórats á málmyfirborðinu. Við hringlaga upphitun veldur hitastigshlutfalli yfir landamæralagið að bóratjónir flytjast eða falla út. Styrkleiki myndast, með hærri styrk bórats við kældu magnlausnina og lægri styrkur við yfirborð heita rörsins. Þessi halli gerir óvirku filmuna óstöðug, sem leiðir til staðbundinnar þynningar. Óvirka kvikmyndin helst stöðug þegar styrkur bórats á yfirborðinu fer yfir 2%.

The Mechanism of Borate Concentration Gradient Formation

Við stöðuga-hitun dreifist bóratjónir í átt að heita títaníumyfirborðinu, en varmadreifing (Soret-áhrif) rekur þær í burtu frá heita yfirborðinu. Nettóáhrifin eru tæmt jaðarlag, þar sem styrkur bórats við yfirborð rörsins er 10–30% lægri en í lausninni. Við hringlaga upphitun (kveikt á-slökkviðlotum) sveiflast styrkleikastiglinn. Þegar hitarinn slokknar, kólnar yfirborðið og bóratjónir dreifast aftur í átt að yfirborðinu, sem veldur tímabundinni aðgerðaleysi. Þegar hitarinn fer aftur í gang, myndast hallinn aftur-og yfirborðið tæmist. Þessi hringlaga tæming og endurheimt þvingar óvirku filmuna, sem leiðir til sprungna og spuna.

Magnbundinn óvirkur filmustöðugleiki sem hlutverk yfirborðsboratsstyrks

Stýrð prófun á 8% natríumbórati (magnstyrkur) við 95 gráður við hringlaga hitun (1 klst á, 1 klst slökkt) hefur komið á óvirkum filmustöðugleika fyrir gráðu 2 títan við mismunandi yfirborðsbóratstyrk. Við yfirborðsstyrk 4–5% (auðgað) er óvirka filmuþykktin 5–8 nm, filman er stöðug og viðloðandi og engin gryfjun á sér stað eftir 1.000 lotur. Við 3–4% (nálægt magn) er þykktin 3–5 nm, filman er í meðallagi stöðug og einstaka gryfjur eiga sér stað eftir 500 lotur. Við 2–3% (í meðallagi tæmingu) er þykktin 2–4 nm, myndin sýnir sprungur og gryfjumyndun hefst eftir 200–400 lotur. Við 1–2% (tæmdar), er þykktin 1–3 nm, filman er óstöðug og gryfja á sér stað innan 50–200 lota. Undir 1% bilar óvirka filman algjörlega og jöfn tæring á sér stað við 0,1–0,3 mm á ári.

Áhrif bóratstyrks og hringrásartíðni á yfirborðseyðingu

Alvarleiki eyðingar yfirborðs fer eftir magnbóratstyrk og tíðni lotunnar. Við 4% magn bórat er yfirborðsstyrkur við hringlaga hitun 2–3%, sem er lélegur. Við 6% magn er yfirborðsstyrkur 3–4% sem er í meðallagi stöðugt. Við 8% magn (nafngildi) er yfirborðsstyrkur 4–5% sem er stöðugt. Við 10% magn er yfirborðsstyrkurinn 5–6% sem er mjög stöðugt. Við 6 lotur á klukkustund (10 mínútur á, 10 mínútur af) er yfirborðsstyrkurinn 10–20% lægri en við 2 lotur á dag vegna þess að jaðarlagið hefur ekki tíma til að jafna sig.

Leiðbeiningar um Borate styrkingu og hringrásarstjórnun fyrir títan hitara

Eftirfarandi tafla veitir ráðleggingar um magn bóratstyrks og hringrásarbreytur til að viðhalda óvirkri filmustöðugleika á gráðu 2 títan við 95 gráður.

Verkfræði Beyond Concentration Control

Títanstigið hefur áhrif á stöðugleika óvirkrar filmu við styrkleikastig. Gráða 7 (palladíum-stöðugt) viðheldur stöðugri filmu við yfirborðsþéttni bórats niður í 1,5%, sem veitir meiri öryggismörk. 12. bekkur býður upp á miðlungs framför. Veggþykkt hefur ekki áhrif á óvirka filmuna. Upphitunarhraði skiptir máli; hægur rampur (1 gráðu á mínútu) dregur úr styrkleikahallanum samanborið við hröð ramping (10 gráður á mínútu). Hræring í lausninni (hrærivél eða endurrásardæla) lágmarkar styrkleikastigann með því að minnka þykkt jaðarlagsins.

Gera upplýsta forskrift

Fyrir títanslíðurhitara í 8% natríumborati við 95 gráður með hringlaga upphitun skal halda magnbóratstyrknum við 8–10% til að tryggja yfirborðsstyrk yfir 4% meðan á hjólreiðum stendur. Ef tíðni lotunnar fer yfir 6 lotur á klukkustund skal auka magnstyrkinn í 10%. Fyrir núverandi hitara með óstöðugleika óstöðugleika í filmu (gefinn til kynna með óreglulegri orkunotkun eða gryfju), bættu við borati til að hækka styrkinn í 10% eða draga úr tíðni lotunnar. Meðan á notkun stendur skaltu fylgjast með pH; ef pH fer niður fyrir 9 skaltu bæta við natríumhýdroxíði. Með því að stjórna styrkleikafalli bórats með fullnægjandi magnstyrk og minni hjólatíðni heldur verkfræðingur stöðugri óvirkri filmu á títanhitara.