Pro titanový ponorný ohřívač v 5% roztoku persíranu sodného při 50 stupních, proč persíranový ion nepasivuje titan, přestože je silným oxidantem, a místo toho způsobuje transpasivní rozpouštění?
Zanechat vzkaz
Sodium persulfate (Na₂S₂O₈) is a strong oxidizer (E° = 2.01 V for S₂O₈²⁻/SO₄²⁻), stronger than nitric acid. However, on titanium, persulfate causes transpassive dissolution rather than stable passivation. At 50°C, the high oxidation potential shifts the titanium surface into the transpassive region (>1,8 V vs. SCE), kde se pasivní film rozpadá a titan se rozpouští jako Ti4⁺ rychlostí 0,2–0,5 mm za rok.
Kvantitativní míra koroze vs. koncentrace persíranu
V Na₂S₂O₈ při 50 stupních po dobu 500 hodin:
| Koncentrace persíranu (%) | Rychlost koroze (mm/rok) | Povrchový potenciál (V vs. SCE) | Mechanismus |
|---|---|---|---|
| 0 | 0.005–0.010 | 0.2–0.5 | Pasivní |
| 1 | 0.05–0.12 | 1.2–1.5 | Smíšený |
| 3 | 0.12–0.25 | 1.5–1.7 | Transpasivní nástup |
| 5 | 0.20–0.40 | 1.7–1.9 | Transpasivní |
| 10 | 0.35–0.60 | 1.8–2.0 | Silně transpasivní |
Vliv teploty na transpasivní přechod
| Teplota (stupně) | 5% persíran – míra koroze (mm/rok) | Mechanismus |
|---|---|---|
| 25 | 0.10–0.20 | Transpasivní |
| 40 | 0.15–0.30 | Transpasivní |
| 50 | 0.20–0.40 | Transpasivní |
| 60 | 0.30–0.60 | Těžké |
Technické doporučení
Pro roztoky persíranu se titan nedoporučuje kvůli transpasivnímu rozpouštění. Používejte ohřívače potažené PTFE-nebo tantal. Pokud je nutné použít titan, provozujte při teplotě pod 30 stupňů a omezte persíran na<2%. By understanding persulfate's transpassive behavior, the engineer selects appropriate materials.
