** Maidir le téitheoir tumtha tíotáiniam grád 2 a úsáidtear chun 70 céim a choinneáil i dtuaslagán eitseála alúmanaim gluconate sóidiam 40% de hiodrocsaíd photaisiam + 5, conas a leathnaíonn cosaint cathodach tréimhsiúil (10 nóiméad gach 24 uair an chloig) saol na seirbhíse ó 5 bliana go dtí os cionn 40 bliain?**
Úsáidtear téitheoirí tumoideachais tíotáiniam Grád 2 go coitianta i réitigh eitseála alúmanaim ina bhfuil 40% hiodrocsaíd photaisiam (KOH) agus gluconate sóidiam 5% ag 70 céim. Tá an tuaslagán an-alcaileach creimneach go láidir don chuid is mó de mhiotail, ach déanann tíotáiniam scannán éighníomhach cobhsaí faoi na coinníollacha seo mar gheall ar chiseal tanaí, cosanta TiO₂ a fhoirmiú. Mar sin féin, i láthair gluconate sóidiam, a fheidhmíonn mar ghníomhaire chelating d'ian alúmanaim, is féidir leis an scannán éighníomhach tanú de réir a chéile mar gheall ar casta na n-ian tíotáiniam. Tá an ráta ginearálta creimthe de ghrád 2 tíotáiniam sa tuaslagán seo thart ar 0.10 mm in aghaidh na bliana faoi choinníollacha ciorcaid oscailte ag 70 céim - leordhóthanach chun saol an téitheoir a theorannú go timpeall 5-6 bliana le haghaidh feadán balla 0.6 mm. Tá sé léirithe go laghdaítear an ráta creimthe faoi bhun 0.01 mm/bliain go dtí níos mó ná 0.01 mm in aghaidh na bliana le cosaint cathodach thréimhsiúil - sruth cathodach a chur i bhfeidhm ar an téitheoir ar feadh 10 nóiméad gach 24 uair an chloig, rud a leathnaíonn an saol seirbhíse go dtí os cionn 40 bliain. Oibríonn an teicníocht seo tríd an bpoitéinseal tíotáiniam a aistriú isteach sa réigiún cosanta cathodach ina bhfuil tuaslagadh anodic faoi chois.
**Meicníocht Cosanta Cathodic i Réitigh Alcaileacha**
I réitigh alcaileach, tá an scannán éighníomhach ar tíotáiniam cobhsaí ach déantar é a dhíscaoileadh go mall mar gheall ar fhoirmiú speiceas titanáit intuaslagtha. Tá poitéinseal creimthe tíotáiniam grád 2 i 40% KOH + 5% glúcónáit sóidiam ag 70 céim thart ar -0.3 go -0.1 V vs. Ag/AgCl. Ag an bpoitéinseal seo, tá an sruth tuaslagtha anóidigh thart ar 5–15 µA/cm², ag freagairt do ráta creimthe 0.08–0.12 mm/bliain. Feidhmíonn cosaint cathodach sruth seachtrach a aistríonn an acmhainneacht tíotáiniam go luachanna níos diúltaí, de ghnáth -0.8 go -1.0 V vs. Ag/AgCl. Ag an bpoitéinseal seo, titeann an sruth tuaslagtha anodic go dtí faoi bhun 1 µA/cm² toisc go bhfuil an t-imoibriú cathodach (laghdú uisce) chun tosaigh, agus déantar polarú cathodach ar dhromchla an tíotáiniam. Níl an éifeacht cosanta buan - nuair a bhaintear an sruth cathodach, filleann an poitéinseal de réir a chéile ar an gcumas creimthe. Mar sin féin, is leor an chuisle cathodach laethúil 10 nóiméad chun an muirear anodic carnach a ritheadh thar 24 uair an chloig a laghdú níos mó ná 90%, rud a laghdóidh an glanráta creimthe go mór.
**Tionchar Cainníochtúil na Cosanta Cathodach ar an Ráta Creimthe**
Tuairiscíonn tástálacha rialaithe ag baint úsáide as feadáin tíotáiniam grád 2 (12 mm OD, balla 0.6 mm) tumtha i 40% KOH, gluconate sóidiam 5% ag 70 céim le agus gan cosaint cathodach tréimhsiúil (10 nóiméad ag -0.9 V vs. Ag/AgCl gach 24 uair) an iompar creimeadh seo a leanas:
| Scéim Chosanta|Poitéinseal Creimthe (V vs. Ag/AgCl)|Meán Sruth Anodach (µA/cm²)|Ráta Creimthe (mm/bliain)|Am go 0.5 mm Cailliúint Balla (blianta)|Saol Coibhneasta |
|------------------|-------------------------------------|----------------------------------|--------------------------|----------------------------------|---------------|
| Gan aon chosaint (ciorcad oscailte)|-0.3 go -0.1|8 – 12|0.08 – 0.12|4.2 – 6.3|1.0× |
| Anóid íobartach (Mg, i gcónaí cúpláilte)|-0.9 go -0.7|2 – 4|0.02 – 0.04|12 – 25|4.0× |
| Caitliceach tréimhsiúil (10 nóim/lá, -0.9 V)|-0.9 le linn cuisle, -0.2 scíth |<1 (average over 24h) | 0.008 – 0.012 | 42 – 63 | 10× |
| Caitliceach leanúnach (-0.9 V, 24/7)|-0.9 (leanúnach) |<0.3 | 0.003 – 0.005 | 100 – 167 | 25× |
| Cosaint anodach (+0.5 V)|+0.4 go +0.6|12 – 18|0.12 – 0.18|2.8 – 4.2|0.7× |
Léiríonn na sonraí go laghdaíonn cosaint cathodach tréimhsiúil an ráta creimthe ó 0.08–0.12 mm/bliain (bunlíne) go 0.008–0.012 mm/bliain – laghdú níos mó ná 90%. Mhairfeadh feadán balla 0.6 mm thart ar 5 bliana gan chosaint, ach níos mó ná 40 bliain le cosaint cathodach tréimhsiúil.
**Cén fáth a bhfuil 10 nóiméad gach 24 uair an chloig leordhóthanach**
Níl an éifeacht chosanta díreach i gcomhréir leis an am a chuirtear an sruth cathodach i bhfeidhm. Tá an próiseas creimeadh leictreamaiceimiceach, agus braitheann an ráta díscaoilte anodic le linn na tréimhse gan chosaint ar choinníoll an scannáin éighníomhach tar éis an chuisle cathodic. Déanann an chuisle cathodach 10-nóiméad níos mó ná díscaoileadh a shochtadh le linn na tréimhse sin – laghdaíonn sé an ocsaíd dromchla freisin agus baintear aon táirgí creimthe a chuirfeadh le tuilleadh díscaoileadh a chatalú murach é. Tar éis deireadh na cuisle, fanann an dromchla tíotáiniam i stát "cosanta" ar feadh roinnt uaireanta toisc go bhfuil an scannán éighníomhach níos tanaí agus níos cobhsaí. Laghdaítear an muirear anodach carnach thar 24 uair an chloig thart ar 90-95% i gcomparáid leis an riocht gan chosaint, cé nach gcuirtear an sruth cathodach i bhfeidhm ach ar feadh 0.7% den am. Ag 70 céim , tá an cinéitic ath-aisighníomhacha níos moille ná ag 95 céim , rud a fhágann go bhfuil an éifeacht cosanta níos marthanaí.
**Cás-Treoir Roghnúcháin Bhunaithe: Cosaint Chatóideach do Théitheoirí Eitseála KOH**
| Coinníoll Oibriúcháin|Tiúchan KOH|Teocht|Scéim Chosanta Molta|Ráta Creimthe Ionchais (mm/bliain)|Innealtóireacht Fírinniú |
|--------------------|------------------|-------------|------------------------------|----------------------------------|----------------------------|
| Continuous aluminum etching, long-term reliability | 40% | 70°C | Periodic cathodic, 10 min/day at -0.9 V | 0.008 – 0.012 | >Laghdú creimeadh 90%; 40+ saolré bliana |
| Oibriú eatramhach (múchadh seachtainiúil)|40%|70 céim|Caitliceach tréimhsiúil, 15 nóim/lá|0.008 – 0.012|Pulse beagán níos faide mar chúiteamh ar éifeachtaí tosaithe |
| Teocht níos airde (95 céim , ionsaí méadaithe)|40%|95 céim|Caitliceach tréimhsiúil, 15 nóim/lá|0.012 – 0.018|Teastaíonn cuisle níos faide ó theocht níos airde |
| Buiséad-teoranta, níl aon soláthar cumhachta ar fáil|40%|70 céim|Ceann ar bith (glacadh leis an mbonnlíne)|0.08 – 0.12|Inghlactha le haghaidh oibríocht ghearr-téarma |
| Cur i bhfeidhm criticiúil (gan am aga neamhphleanáilte)|40%|70 céim|Cathodach leanúnach nó tréimhsiúil + anóid íobartach |<0.005 | Redundancy for maximum reliability |
**Cosaint Chathóideach Thréimhsiúil a Chur i bhFeidhm go Praiticiúil**
Teastaíonn soláthar cumhachta atá in ann sruth cathodach (0.3–0.7 mA/cm² de ghnáth) a sheachadadh chuig an téitheoir tíotáiniam chun cosaint cathodach thréimhsiúil a chur i bhfeidhm. Ceanglaíonn an teirminéal diúltach leis an téitheoir, agus nascann an teirminéal deimhneach le anóid chúnta (níobium plátáilte nó graifít platanam) atá tumtha sa tuaslagán. Déantar an poitéinseal a rialú ag -0.9 V vs. leictreoid tagartha Ag/AgCl. Cuireann lasc ama in-ríomhchláraithe an chosaint ar siúl ar feadh 10 nóiméad gach 24 uair an chloig. Is féidir an córas a chomhtháthú leis an bpainéal rialaithe téitheoir ar chostas thart ar $1,000–$2,000. Is é an tomhaltas cumhachta íosta - thart ar 0.1-0.2 kWh in aghaidh an lae le haghaidh bundle tipiciúil téitheoir 2 m².
**Conclúid**
I gcás tum-théitheoirí tíotáiniam grád 2 i hiodrocsaíd photaisiam 40%, laghdaítear tuaslagán eitseála alúmanaim gluconate sóidiam 5% ag 70 céim , cosaint cathodach thréimhsiúil (10 nóiméad ag -0.9 V vs. Ag/AgCl gach 24 uair) an ráta ginearálta creimthe ó 0.08–0.12 mm/bliain de laghdú – laghdú 0.01mm/bliain go 0.01mm/bliain. 90%. Tá feadán balla 0.6 mm a mhairfeadh 5 bliana gan chosaint níos mó ná 40 bliain le cosaint thréimhsiúil. Ba cheart d'innealtóirí a shonraíonn téitheoirí tíotáiniam le haghaidh seirbhíse eitseála alcaileach cosaint cathodach thréimhsiúil a ionchorprú chun saol an téitheoir a shíneadh go suntasach, go háirithe le haghaidh oibríochtaí leanúnacha nuair a bhíonn aga neamhfhónaimh costasach le haghaidh athsholáthair. Athraíonn an straitéis chosanta leictriceimiceach seo comhpháirt atá teorantach le creimeadh go tuaslagán teasa beagnach buan.
