Dans un radiateur électrique en titane pour une solution de carbonate d'ammonium à 20 % à 70 degrés, comment l'ion carbonate (CO₃²⁻) change-t-il la couche de passivation de TiO₂ en carbonate de titane (TiCO₃) et réduit-il le taux de corrosion à 0,005 mm/an ?
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Dans 20 % de carbonate d'ammonium à 70 degrés, l'ion carbonate (CO3^2-) se combine avec la surface du titane pour former une couche de carbonate de titane (TiCO3) au lieu du TiO2 typique. Dans les solutions alcalines de carbonate, cette couche de carbonate est très stable et protectrice. Le taux de corrosion du titane de grade 2 est de 0,003 à 0,008 mm/an, ce qui est inférieur à celui de nombreuses conditions neutres ou acides. La couche est formée par la réaction TiO₂ + CO₃²⁻ → TiCO₃ + O²⁻ .
Mécanisme de passivation carbonatée
Les ions carbonate sont adsorbés sur la surface du titane et déplacent l'oxygène dans le film passif. La couche de TiCO3 formée est dense, non-poreuse et insoluble dans les solutions carbonatées. L'épaisseur de la couche est de 2 à 5 nm. La propriété protectrice est préservée autour de pH 8-11.
Taux de corrosion quantitatif en fonction de la concentration en carbonate
(NH₄)₂CO₃ Concentration (%) Température (degrés) Taux de corrosion (mm/an)Couche de surface 5 70 0.005-0.010 TiO 2 + TiCO 3 10 70 0.004-0.008 TiCO 3 20 70 0.003-0.006 TiCO 3 30 70 0.002-0.005 TiCO 3 Effet du pH sur la stabilité de la couche de carbonate
pH Taux de corrosion (mm/an) Stabilité de la couche<7 0.01-0.03 Unstable (TiCO₃ dissolved)
7-8 0.008-0.015 Modéré
8-11 0.003-0.008 Stable >11 0.005-0.010 Stable (mais Ti forme des titanates)
Faire une spécification éclairée
Pour un réchauffeur de titane dans du carbonate d'ammonium à 70 degrés, conservez un pH de 8 à 11 pour une meilleure passivation du carbonate. Le taux de corrosion est très faible. L'ingénieur connaît la passivation carbonée et utilise le titane pour un service à long terme.
