چگونه فناوری پوشش کارایی میله آند تیتانیوم را تعیین می کند

تیتانیوم خالص پایه پوشش الکترولیتی ایده آلی است زیرا در برابر خوردگی در محیط های{0}غنی از کلرید مقاومت می کند. تیتانیوم، برخلاف گرافیت، فولاد ضد زنگ، آهن یا مس، می‌تواند پس از سال‌ها شرایط اکسیداسیون شدید شکل خود را حفظ کند. ساختار کریستالی و کیفیت سطح ماده بر نحوه چسبیدن و عملکرد موثر لایه کاتالیزوری تأثیر می گذارد.

پیش تصفیه دقیق، ویژگی‌های سطح میکروسکوپی را بر روی لایه‌های{0}تیتانیوم با خلوص بالا ایجاد می‌کند تا به لایه پوششی در اتصال کمک کند. این مرحله ناخالصی‌های سطحی را حذف می‌کند، پروفایل‌های زبری بهینه را ایجاد می‌کند و گاهی اوقات الگوهای تنش را برای افزایش عمر پوشش اضافه می‌کند. دانشمندان مواد دریافتند که تغییر پایه چسبندگی پوشش را 35 تا 50 درصد نسبت به تمیز کردن معمولی بهبود می بخشد.

کارایی سیستم به هدایت الکتریکی فلز پایه نیز بستگی دارد. تیتانیوم الکتریسیته را به طور یکنواخت در سراسر الکترودها هدایت می کند. این باعث کاهش گرما می شود که تخریب پوشش را تسریع می کند. هنگامی که به درستی ساخته شود، پایه تیتانیوم عملکرد الکتروشیمیایی مجموعه را بهبود می بخشد.

انتخاب ضخامت پوشش شامل عوامل زیادی است. پوشش های فلزی پرهزینه تر هزینه بیشتری دارند اما ماندگاری بیشتری دارند. کشش های داخلی در لایه های ضخیم ممکن است باعث خرابی زودرس شود. اکثر مصرف کنندگان هیپوکلریت سدیم 8 تا 15 میکرومتر ضخامت لایه را می خواهند.

همه محصولات با کنترل ضخامت مناسب در طول تولید یکسان عمل می کنند. تجهیزات پوشش پیشرفته از طیف‌سنجی فلورسانس اشعه ایکس و روش‌های دیگر برای ارزیابی بارگذاری و انتشار فلزات گرانبها استفاده می‌کنند. این فرآیند کنترل کیفیت، زمانی که ضخامت پوشش مناسب نباشد، تغییرات عملکرد را حذف می کند.

فرآیند اعمال پوشش جدید به تولیدکنندگان این امکان را می‌دهد که از فلز ارزان‌تر استفاده کنند بدون اینکه عملکرد را به خطر بیندازند. طرح‌های جدید به اندازه طرح‌های قدیمی مؤثر هستند، اما 20 تا 30 درصد کمتر از ایریدیوم و روتنیوم استفاده می‌کنند. از آنجا که کلر در سطح ایجاد می شود، مواد کاتالیزوری در آنجا متمرکز می شوند. این بهینه سازی فلز گرانبها هزینه های تولید را بدون تأثیر بر عملکرد کاهش می دهد.

مقدار سایت های کاتالیزوری فعال در واحد سطح تعیین می کند که یک میله آند تیتانیوم چقدر کلر می تواند در یک چگالی جریان معین تولید کند. اکسیدهای روتنیوم و ایریدیوم تشکیلات کریستالی با سطوح اکسید کننده کلرید را نشان می دهند. فرمول‌های پوششی که مکان‌های فعال را در معرض دید قرار می‌دهند و در عین حال فازهای اکسیدی پایدار را حفظ می‌کنند، عملکرد بهتری دارند.

تعداد سایت های کاتالیزوری به شکل سطح بستگی دارد. سطوح پوششی ناهموار و متخلخل نسبت به فیلم های صاف هم اندازه سطح واقعی بالاتری دارند. زبری کنترل شده در مقیاس نانو با چندین فرآیند پوشش مدرن به دست می آید. این باعث افزایش سطح موثر 5 تا 10 برابر می شود. این رابط بزرگ‌تر می‌تواند چگالی جریان بیشتری را بدون اتلاف انرژی{6}}بدون اتلاف بیش از حد پتانسیل در خود جای دهد.

فعالیت کاتالیزوری نیز تحت تأثیر جهت گیری کریستالی اکسید روتنیوم و ایریدیوم قرار می گیرد. صفحات کریستالوگرافی بهتر یون های کلرید را جذب کرده و انتقال الکترون را تسهیل می کنند. رویکردهای تولیدی که بر این جهت‌گیری‌ها تمرکز دارند، پوشش‌هایی با سینتیک تکامل کلر برتر ارائه می‌کنند. پراش اشعه ایکس{3}}سنکروترون انواع اکسیدهایی را با بیشترین عملکرد الکتروشیمیایی شناسایی کرده است.

حتی اگر کاتالیزور عالی باشد، سرعت رسیدن یون های کلرید به سطح الکترود و خروج محصولات واکنش ممکن است تولید کلر را محدود کند. چگالی جریان بالا باعث تغییرات غلظت در الکترولیت مجاور پوشش می شود و انتقال جرم را بدتر می کند.

سطوحی که الکترولیت ها را مخلوط می کنند ممکن است برای کاهش انتقال جرم پوشش داده شوند. آشفتگی موضعی از سطوح میکرو{1}}ساختار یافته لایه‌های مرزی غلظت را مختل می‌کند و یون‌های کلرید اضافی را در مکان‌های کاتالیزوری آزاد می‌کند. به دلیل این پدیده، الکترود می تواند قبل از اینکه محدودیت های حمل و نقل انبوه راندمان آن را کاهش دهد، سطوح جریان بیشتری را طولانی تر کند.

حتی با وجود نسبت های صحیح فلزات گرانبها، برخی از پوشش های بسیار صاف به دلیل فعالیت کاتالیزوری و مشکلات حمل و نقل جرم از بین می روند. اگر سطح تبادل الکترولیت را تقویت نکند، فعال ترین سایت های کاتالیزوری نمی توانند واکنش دهنده های کافی را با سرعت بالا بدست آورند. بهینه‌سازی پوشش جامع در رویکردهای طراحی یکپارچه، فعالیت کاتالیزور و تحرک جرم را در نظر می‌گیرد.

برای دستیابی به کیفیت پوشش، فلزات گرانبها، حلال و مواد شیمیایی اضافی محلول پیش ساز باید با هم ترکیب شوند. فرمول های راه حل سازندگان پیشرو از IP آنها محافظت می کند. تثبیت کننده ها از بارش زودرس جلوگیری می کنند، عوامل مرطوب کننده سطح را به طور یکنواخت می پوشانند و مواد شیمیایی ناخالص اکسید را تغییر می دهند.

در چندین مرحله تولید، کنترل کیفیت یکنواختی، ضخامت، ترکیب و چسبندگی پوشش را بررسی می کند. تاسیسات مدرن از آزمایش عمر تسریع شده برای تجزیه و تحلیل الکترودهای هر دسته تولیدی استفاده می‌کنند و به نظر می‌رسد که آنها سال‌ها در این زمینه مورد استفاده قرار گرفته‌اند. قبل از اینکه محصولات به دست مشتریان برسند، این آزمایش مشکلات پوشش را آشکار می کند.

میله های آند تیتانیوم پیشرفته با پوشش های نیمه هادی و هوافضا تولید می شوند. پلاسما ذرات فلزی گران‌قیمت را ذوب می‌کند و روی سطوح می‌پاشد و پوشش‌های ضخیم و دائمی را تشکیل می‌دهد. رسوب فیزیکی بخار، مواد منبع را در مخازن تحت فشار برای کنترل سطح پوشش اتمی- تبخیر می کند.

این فناوری های پیشرفته پوشش ممکن است به کیفیت پوشش منحصر به فرد کمک کند. اسپری پلاسما ممکن است ضخیم‌تر از روش‌های معمولی را بپوشاند. این ممکن است عمر را در شرایط سخت افزایش دهد. رسوب بخار فیزیکی ساختارهای پوشش جدیدی را فراهم می کند که روش های معمولی نمی توانند. این روش ها به دلیل هزینه بالایشان فقط در شرایط خاص عملی هستند.

صنعت تصفیه آب، روش‌های کم‌هزینه و اثبات‌شده را بالاتر از فناوری‌های پیشرفته-در اولویت قرار می‌دهد. مزایای عملکرد روش‌های پوشش‌دهی نوآورانه توسط سازندگان الکترود و بخش‌های علوم مواد دانشگاه آزمایش می‌شوند تا قیمت بالاتر آنها را توجیه کنند. این مطالعات فرآیندهای ساخت محصول آینده را پیشنهاد می‌کنند.

نحوه حرکت آسان آب بر روی سطوح پوشش داده شده بر تماس الکترولیت و انتشار حباب گاز تأثیر می گذارد. سطوح غیر دوستانه آب ممکن است حباب‌های گازی را به دام بیندازند که مکان‌های فعال را مسدود کرده و مقاومت الکتریکی را افزایش می‌دهند. خیس شدن و جداسازی حباب با اصلاحات سطح آبدوست آسان تر می شود و سطح فعال را به حداکثر می رساند.

روش های شیمی سطح ویژه ممکن است سطوح اکسید فلزی مخلوط آبگریز را آبدوست کند. این تغییرات گروه‌های عملکردی مبتنی بر اکسیژن- را اضافه می‌کنند که با مولکول‌های آب تعامل دارند. اکسیداسیون کنترل شده یا قرار گرفتن در معرض پلاسما معمولاً برای درمان استفاده می شود. اینها فقط بر بالاترین لایه های اتمی تأثیر می گذارند، نه روی پوشش حجیم.

تماس بهتر الکترولیت ولتاژ مورد نیاز برای به دست آوردن سطوح جریان مورد نظر را کاهش می دهد. تیمارهای سطحی هیدروفیل ولتاژهای عملیاتی را 50 تا 100 میلی ولت در مقایسه با الکترودهای تصفیه نشده که در آزمایش میدانی به همان روش عمل می کنند، کاهش می دهد. الکترود در طول عمر خود به دلیل این کاهش ولتاژ انرژی کمتری مصرف می کند.