Titanni doktazesining xavfsizlik holati: asosiy metallar va olijanob metall qoplamalarni har tomonlama tahlil qilish

Nomi bilan tanilgan titan anaO'lchovli barqaror anodlar (DSA), Xlor - ishqorli ishlab chiqarish va katodik himoya tizimlariga ishqorli ishlab chiqarish jarayonlarini inqilobsiz holda inqilobsiz. An'anaviy grafitdan farqli o'laroq yoki dod-kodlardan farqli o'laroq, ushbu tuzilmalar a ni birlashtiradititan metall substratkatalizik qoplamalari bilanDorivor metallaryoki ularning oksidi. Korroziyaga chidamliligi va samaradorlik uchun ularning operatsion xavfsizligi texnologik sharoitda titan va uning qoplamalari o'rtasidagi o'zaro munosabatlarni tushunishiga bog'liq. Ushbu tahlilda - komponentlari, platina, iridum, rutenium, Rutenium, Rutenium va Tanalum, ishlamay qolgan elektrokimyoviy xatti-harakati, muvaffaqiyatsiz rejimlar va tarmoq standartlari asosida tekshiriladi.

BuTergubika sofi (CP TI)DSA anodlari uchun strukturaviy tayanch sifatida substrat. Uning xavfsizligi xususiyatlari noyob emasO'z-o'zidan - passivatsiyamexanizmi. Kislorodga duchor bo'lganingizda, Titanyum darhol a ni shakllantiradi3-5 nm qalinlikdagi oksid sathi (Tio₂), bu kimyoviy inert va elektr izolyatsiya qilingan. Ushbu himoya to'siq ichida qayta tiklanadi0,01 soniyaMexanik shikastlangan bo'lsa, aksariyat muhitda quyma quyma korroziyani oldini oling.

Biroq, Titaniumning xavfsizligibuzilganIkki tanqidiy stsenariylarda:

 Ftorid / ion ifloslanish: 2 ppm ftorid ionlari (fj) yoki siyanid ionlari (CN⁻) bo'lgan elektrolitlar (CN⁻) ga teng bo'lgan elektrolitlar (CN⁻) qattiq chiziqli korroziyani qo'zg'atadi. Floridli ftorid Tio bilan reaktsiyaga, eriydigan eriydi (Tifh lous) ²⁻ komplekslar qo'shimcha metalni ochib, keyinchalik hujum qilish uchun olib keladi. Sianid stress -}}} korroziya buzilishiga olib keladi.

 Teskari poligon ta'siri: Titaniya Anod-ni katodlar bilan, hatto qisqacha, tashabbus qiladiVodorod quchoqlash. Vodorod ionlari sirtiklikni keltirib chiqargan titroq panjarasiga diffuzlangan, bu qirrali panjara ichiga kamayadi.

Sanoat protokollari mandatqattiq ftoridni boshqarishvaPolatford xavfsizlik choralarisubstrat pokligini ta'minlash. TM0108 testi TM0108 Titaniumning tuproqda / tabiiy suvlardagi barqarorligini tekshiradi, ular parchalanishni boshlash uchun 1,5 v 1,5 V ga teng yoki teng bo'lgan passivatsiya qatlamlari.

Platinum metallarining eng boy metallari, Yaponiyada suv elektroliz elektrodesida keng qo'llaniladi. Metall platina - toksik emas, ammo eriydigan platina tuzlari va platina komplekslarining toksikligi farq qiladi. Zaharlanish uchun minimal doz 20 mg dan 1 grammgacha. Gvineya cho'chqasi tana vaznida bir kilogramm uchun 20 mg xloroplatitorativ in'ektsiyaga olib, uch daqiqadan so'ng kuchli astma va o'limni boshdan kechirdi. (Tikqiskorlik bilan bir xil effektga erishish uchun odamlar va Gvineya cho'chqalariga tengdir, bu zaharlanish, birinchi navbatda, birinchi navbatda, birinchi navbatda gistaminni chiqarishni birinchi navbatda bronxial silliq mushaklarini qo'zg'atishni talab qiladi. Platina va uning aralashmalari asosan inson tanasi va nafas yo'llari orqali eng xavfli yo'ldan iborat. Juda kichkina platina oshqozon-ichak traktidan so'rilib, siydikda chiqariladi. Platinumning nafas olish huquqi uchun potentsial platina juda xavfsiz ekanligi an'anaviy qarashiga zid keladi. Bu doza masalasini ko'taradi. Umuman olganda, bitta gramm platina bir necha million amperma-da bir necha million amperma-dagi elektr energiyasini yaratishi mumkin. Agar elektrolitik dezinfektsiyalash uchun ishlatilsa, etarli natriy xlorid konsentratsiyasi bo'lgan bo'lsa, u bir million grammon mavjud xlorni yaratishi mumkin. Umumiy dezinfektsiyalash bo'yicha qo'llanmada, massasi yuz mingdan bir yuz mingdan iborat xlor tarkibini tashkil etadigan, bitta grammli platina 100 ming tonna suvni zararsizlantirishi mumkin. Bu har bir tonna suv uchun faqat 10 mikrogramma yoki 1011 tadan 1011-sonli massa kontsentratsiyasini tashkil qiladi. Ushbu doz har qanday joriy texnologiyani aniqlash chegarasidan oshadi. Platina kam uchraydigan vaqtni ko'rib chiqaylik, er yuzidagi qit'a qobig'idagi massa kontsentratsiyasi 109 tadan iborat. Elektrolitik dasturlarda, platinka odatda murakkab ionlar, shu jumladan xloroplatinatinani qamrab oladi. Biroq, kontsentratsiya kamligi va oshqozon-ichak-tiniq so'rilishi qiyinligi sababli, bunday foydalanish suv ichish uchun zaharli xavf tug'dirmaydi. Shuning uchun, platina oziq-ovqat va ichimlik suvi bilan bog'liq bo'lgan arizalarda suv elektrodida ishlatiladigan titan elektrodlari uchun platina xavfsiz tanlov bo'lib qolmoqda.

Platinum - qoplangan titan andozalari (masalan, Ti / PT)kislorod evolyutsiyasi uchun haddan tashqari kechiktirilgan(1.563 v va u) va kimyoviy hujumga immunitet. Biroq, xavfsizlik nuqtai nazarlari quyidagilardan kelib chiqadi:

Elektrokimyoviy eritish: Xlorid - pH 3 da, pt hosil bo'ladi, pt hosil bo'ladi Xloroplatate Curres ([PTBL₆] ²⁻). Joriy zichliklar>100 MA / cm²Ushbu yo'qotishlarni tezlashtirish, 2-5 UG PT / CM² / Hafta eritmaga chiqaring.

Pulse hozirgi zaiflik: Davomidapuls teskari elektroplash, katodik tsikllar Ptni metall klasterlarga kamaytiradi va sabab qiladiHamjihat muvaffaqiyatsizlikva delinatsiya. Ushbu teskari oqimlar paydo bo'lgan joyda chop etilgan elektron pochta varag'idan (PCB) ptasini chetlab o'tadi.

Yengillashtirish strategiyasi: IRIDIUM - Ruxsat etilgan paltolar "Og'ir barqarorlik" tufayli pulse - pulse-da PT-ni almashtiradi.

Iridium: eng uzun - Yashash, kam - neytral va kislotali sharoitlarda haddan tashqari donagen kislorge - yuqori darajadagi kislorod -. Hayvonlarning tajribalari shuni ko'rsatdiki, og'iz bo'shlig'ining og'iz bo'shlig'ini va uning birikmalari minimal, 10% dan kam, chunki ular birinchi navbatda najasda chiqariladi. Iridium, shuningdek minimal toksikdir va Iridiy zaharlanishning klinik belgilari tasvirlanmagan. Bundan tashqari, kislorod evolyutsiyasi sharoitida Iridium dioksidi metall platinadan ancha barqaror bo'lib, uning o'ninchi qismidan kamroq platinaning o'ninchi qismidan kam. Iridium, shuningdek, er qobig'ida platinadan kamroq, qit'a qobig'idagi konsentratsiya bilan kontinental qit'ada kontsentratsiyaga ega¹³. Etolizdan keyin elektrolizdan keyin dezinfektsiya yoki dezinfektsiya misolida, iridum kontsentratsiyasi. 1/10¹²massa bo'yicha. Titanium elektrod qoplamalari uchun eng xavfsiz paltolar, birinchi navbatda Titan elektrod taraqqiyotining eng qadimgi elementi deb hisoblanadi va ko'plab dasturlarda juda xavfsiz elektrod materiali hisoblanadi. Biroq, mavjud toksikologik ma'lumotlarga asoslanib, iridium yanada xavfsizroq ekanligiga ishonish uchun asos bor.

Aralash metall oksidi (MMO) anodes bilanIRO - Tağa qoplamalariXlor evolyutsiyasi va kislotali suv elektrolizida. Iridumning xavfsizligi afzalliklari quyidagilardan iborat:

 Kam kislorod evolyutsiyasi potentsiali(1.385 v va u), Hujayra kuchlanishini 15% ga kamaytirish va mavjud bo'lgan korroziya xavfini minimallashtirish va bardoshli bo'lgan korroziya xavfini minimallashtirish.

 Keramik oksid barqarorligi: IROning kislotadagi eruvchanligi ahamiyatsiz (< 0.1 ppb at pH 0), preventing electrolyte contamination. This makes Ir-based MMO anodes suitable for Mis folga elektr foligametall tozaligi juda muhim bo'lgan joyda.

Asosiy muvaffaqiyatsizlik rejimiYuqori potentsiallarda qirqish. 1,8 V (AG / AGLCL), Iro Tolile RAOGEga olib boradiTezlashtirilgan qoplamali yo'qotish. Ushbu chegaraning pastligidan past potentsiallarni saqlash 5 yildan ortiq xizmat ko'rsatishni davom ettiradi.

Rutenium: xlor evolyutsiyasidagi asosiy faol element. Hayvonlar bo'yicha tadqiqotlar minimal rutium prekortion trakti orqali minimal ruteniumning singdirilishini ko'rsatadi, faqat eriydigan rutenium birikmalari 10% dan oshdi. Qonda gemoglobinni qamrab olgan va turli xil organlarga, birinchi navbatda buyraklar orqali tashlanadi va asta-sekin siydikda chiqariladi. Rutenium va uning birikmalari - toksik moddalar. Sichqonchadagi ruteniyal trixorloridning in'ektsiyasi 132 mg / kg tana vazni, 65 kg ga teng tokenlik kerak, bu kuchga erishish uchun 8,6 g retenium trikenoridning tomir ichiga in'ektsiya qilish kerak edi). Hozirda odamlardagi rutenium zaharlanishining klinik xabarlari mavjud emas. Biroq, platina va iridum bilan taqqoslaganda, rutenium ko'proq tashvish tug'dirishi mumkin. Bu, birinchi navbatda, rutenium metall toksikligi. Platin va iridium dioksidi xavfsiz deb hisoblanadi. Tarutenium platinadan ko'ra kamroq toksikdir. Ba'zi dasturlarda Ruteniy iste'moli, iridumdan ancha yuqori, hatto platina darajasiga yaqinlashmoqda. Biroq, elektrolit tarkibida etarlicha yuqori xlorid ion konsentratsiyasi, rutenium dioksidining iste'mol darajasi hatto iridium dioksididan pastroq. Masalan, agar 100000 kishiga 1 qismning 1 qismini samarali konsentratsiyasi qo'shilsa, suvli eritmadagi yakuniy rutenium kontsentratsiyasi taxminan 1/10¹¹1/10 gacha¹³.

Ruo₂ - asoslangan paltolar Excelxlor - Ishqali jarayonlarYolg'on xlor evolyutsiyasi samaradorligi tufayli. Ularning xavfsizligi cheklovlari quyidagilarni o'z ichiga oladi:

 Oksidlovchi tanazzul: Dislorod - rivojlanayotgan elektrolitlar (masalan, sulfat vannalar), Ruo₂ potentsiallar> 1.4 V. Ruons ionlari bilan katalitik saytlar va ifloslantiradi.

 Mexanik barqarorlik: RUOB₂ - Tio loatings pastki yopishqoq kuchini (50 ga teng yoki unga qaraganda kamroq), tsikl velosipedini oshirish paytida delememe xavfini oshirish xavfini oshiradi.

Tanqidiy protokol: Ru - kislorod - kislorodli va rivojlanayotgan muhitda katastrofik muvaffaqiyatsizlikka uchraydi. Oddiy qoplamalarni tekshirishVoltmetrik zaryadlash tahlilierta emirilishni aniqlang.

Uning xususiyatlari titananing barcha jihatlariga o'xshashdir. Er eriydigan oqralbozlar juda oz miqdorda so'riladi va inson tanasiga kiradigan Tanalum birinchi navbatda siydikdagi buyraklar orqali chiqariladi. Og'izga olib borilganda, kam eritmaydigan oqral eriydi va oqalovchi oksidlar - bilan toksik emas va eriydi aralashmalar past - - poksik hisoblanadi. Tanalum qoplamadagi asosiy elementi emasligini va katalizatorlarda ishlatiladigan Tantalyum va kataliziy oksidlarni quyish qobiliyatiga ega bo'lganligi sezilarli darajada ahamiyatsiz va inson salomatligi uchun xavf tug'dirmaydi va inson salomatligi uchun xavf tug'dirmaydi va inson salomatligi uchun xavf tug'dirmaydi va inson salomatligi uchun xavf tug'dirmaydi va inson salomatligi uchun xavf tug'dirmaydi va inson salomatligi uchun xavf tug'dirmaydi va inson salomatligi uchun xavf tug'dirmaydi va inson salomatligi uchun xavf tug'dirmaydi va inson salomatligi uchun xavf tug'dirmaydi va inson salomatligi uchun xavf tug'dirmaydi va inson salomatligi uchun xavf tug'dirmaydi va inson salomatligi uchun xavf tug'dirmaydi va inson salomatligi uchun xavf tug'dirmaydi va inson salomatligi uchun xavf tug'dirmaydi.

Tanalum kamdan-kam hollarda ishlatiladi, ammo bu juda muhimStabilizator DopantIRO yoki RUOBA paltolari. Yana 20-30 mol% ta₂o₅-ga qo'shing:

 Uch karra qoplamasi yopishuvi from 35 N to >100 n tirnalgan sinovlarda.

 IROni shakllantirishni bostiradiOksidentni 200-400 mV ga oshirib yuborish orqali.

 Metallni tanlab eritmaga o'tkazishni kamaytiradiQattiq echimlarni (IR, TA) kislotali eritishga qarshi turuvchi.

Tantalumbiookomptizatsiya(gemoliz darajasi <3.5%) tibbiy elektroliz asboblarida foydalanish imkoniyatini beradi

Barcha olijanob metall qoplamalar uchta yo'ldan desekti:

Elektrokimyoviy eritish: Ekskursiyalar yoki teskari oqimlarning haddan tashqari ko'payishi bilan tezlashadi.

Mexanik delemem: Qopqoqli qoplama yoki gaz pufagi eroziyasi tufayli kelib chiqadi.

Korroziy hujum: Floridning ifloslanishi qopqog'ini qoplash bilan qoplamalarni qoplaydi, ostiga tamomlaydi.

Sanoat eng yaxshi amaliyotXavflarni kamaytirish uchun:

Hozirgi zichlikni boshqarish: Quyida operatsiya2,000 A/m²; Yuqori zichliklar to'plangan qoplamani keltirib chiqaradi.

Kislota tozalash protokoli: Qisqa aylanishlarning oldini olish uchun har 2-4 hafta davomida katod o'lchovi 10% funt kislotasi bo'lgan kon ko'lamli konlarini olib tashlang.

O'chirish tartibi: O'chirilgandan keyin shilliqlangan suv bilan bezatilgan andodlarni yuving. A2-5 ushlab turish oqimiAgar chapdan passiv film parchalanishiga yo'l qo'ymaslik uchun.

BiokomptTicativlik (ISO 10993): Titanium anodes for medical applications must pass cytotoxicity (cell viability >90%), gemoliz (<5%), and skin irritation tests. Studies confirm Ti–24Nb–4Zr–7.9Sn anodes after anodizing meet these thresholds .

Korroziya sinovi (Nace Tm0108): Titaniyadagi barqarorlikni tuproqda / tabiiy suvlar 10 A / M² da 1000 soatlik qutblar orqali tasdiqlaydi. Qabul qilish mezonlari: vazn yo'qotish <5 mg / sm² yil.

Qoplamali yopishtirish (ASTM C1624): Nano-scratch testing quantifies critical load for coating delamination. Medical-grade coatings require >100 n kuch.

Stol: Titanium AndeOn tarkibiy qismlari uchun xavfsizlik chegaralari

Kelajakdagi yo'nalishlar: xavfsiz ande texnologiyalari:

Nano - kristalli qoplamalar: Iridiy - don o'lchamlari bilan oqalı oksidi <50 nm 40% yuqori eroziya qarshiligiga ega.

Mis - albogramm substratlar: Titanga 1,5% ku ni qo'shib, suvni tozalashda biofilm - korpoziyani kamaytiradi.

3D - gözeneksiyalar: Lazer - Sintred Ti - - sirt zonasi 20 ×, Operatsion hozirgi zichlik va qoplamani pasaytirish.

Titanni anodes "o'lmas", ammo xavfsizligi moddiy chegaralarni hurmat qilishga bog'liq bo'lgan muhandis tizimlar. Platinum samaradorlikni taklif qiladi, ammo teskari oqimlar ostida muvaffaqiyatsizlikka uchraydi; Iridium kasalliklar, ammo yuqori kuchlanishlarda tanazzul; Ruteniy xloridlarda empressiyalar, ammo asosiy hujayralar hujayralar hujayralari. Ushbu chegaralarni tushunish {{3} {3} {3} {3} {ISO 10993-kabi standartlar orqali, elektrolitlar ifloslanishiga, elektrotexnastalar va tarkibiy muvaffaqiyatsizliklar oldini olishda operatorlarni imtiyozlar bilan ta'minlash. Kelajakdagi anodlar bu integratsiyalashadiMulti {{0} qatlam qoplamalarivaQat'iy substratlarKeyingi - avlod elektrogimatiy tizimlarini yoqish uchun xavfsizlik chegaralarini surish uchun.

Iqtibosni talab qiling