50 ডিগ্রীতে একটি কপার ইলেক্ট্রোভাইনিং ইলেক্ট্রোলাইটে (180 g/L H₂SO₄, 45 g/L Cu) টাইটানিয়াম নিমজ্জন হিটারের জন্য, ধ্বংসাত্মক কপার জমা প্রতিরোধ করতে অ্যানোড থেকে নিরাপদ দূরত্ব কী?

কপার ইলেক্ট্রোউইনিংয়ের জন্য ইলেক্ট্রোলাইট হল 150-200 গ্রাম/লিটার সালফিউরিক অ্যাসিড এবং 40-50 ডিগ্রীতে 40-50 গ্রাম/লিটার কপার আয়ন। অ্যানোডগুলি সীসা সংকর ধাতু বা মাত্রাগতভাবে স্থিতিশীল উপাদান এবং স্টেইনলেস স্টিলের ক্যাথোড বা তামার স্টার্টিং শীট 50-100 মিমি এ পৃথক করা হয়। অ্যানোডের খুব কাছাকাছি রাখা একটি টাইটানিয়াম নিমজ্জন হিটার বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের দ্বারা তামার জমার জন্য ক্যাথোড হিসাবে কাজ করে। টাইটানিয়াম শীথের উপর কপার প্লেট এবং একটি রুক্ষ, নোডুলার ডিপোজিট তৈরি করে যা হিটারকে নিরোধক করে এবং স্থানীয়ভাবে অতিরিক্ত গরম করার ফলে। আরও গুরুত্বপূর্ণ, গ্যালভানিক প্রতিক্রিয়া বা ক্লোরাইড আক্রমণের কারণে টাইটানিয়াম তামার জমার পিছনে ক্ষয় হতে পারে। অ্যানোড থেকে নিরাপদ দূরত্ব হল ক্ষুদ্রতম দূরত্ব যেখানে টাইটানিয়াম পৃষ্ঠের স্থানীয় বর্তমান ঘনত্ব প্রায় 0.5 mA/cm² এর তামার নিউক্লিয়েশন থ্রেশহোল্ডের চেয়ে কম। 300 A/m2 বর্তমান ঘনত্ব এবং 80 মিমি অ্যানোড-ক্যাথোড ব্যবধান সহ প্রচলিত ইলেক্ট্রোউইনিং কোষগুলির জন্য নিরাপদ দূরত্ব 300 মিমি।

ইলেক্ট্রোউইনিং কোষে টাইটানিয়ামে তামার জমার প্রক্রিয়া

ইলেক্ট্রোলাইটের সম্ভাব্য গ্রেডিয়েন্ট অ্যানোড এবং ক্যাথোডের মধ্যে বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র দ্বারা প্রতিষ্ঠিত হয়। এই ক্ষেত্রে নিমজ্জিত যে কোনো পরিবাহী পৃষ্ঠ একটি মধ্যবর্তী সম্ভাব্য মেরুকরণ হবে। টাইটানিয়াম হিটারটি অ্যানোডের ক্যাথোডিক এবং ক্যাথোডের চেয়ে অ্যানোডের কাছাকাছি। টাইটানিয়াম পৃষ্ঠের ক্যাথোডিক বর্তমান ঘনত্ব, ic, 1/r 2 এর সমানুপাতিক, যেখানে r হল অ্যানোড থেকে দূরত্ব। যখন i_c প্রায় 0.5 mA/cm2 এর উপরে থাকে, তখন Cu2+ + 2e- → Cu0 বিক্রিয়ায় ইলেক্ট্রোলাইটের তামার আয়নগুলি টাইটানিয়াম পৃষ্ঠের ধাতব তামাতে পরিণত হয়। তামার আমানত দ্রুত বৃদ্ধি পায়, রুক্ষ ও ডেনড্রাইটিক হয়ে যায়। যখন তামা জমা হয় তখন এটি একটি ক্যাথোড হিসাবে কাজ করে এবং উন্মুক্ত টাইটানিয়াম একটি অ্যানোডে পরিণত হয় যা স্থানীয় ক্ষয়কে ত্বরান্বিত করে।

অ্যানোড থেকে দূরত্বের বিপরীতে পরিমাণগত তামার জমা।

80 মিমি অ্যানোড-ক্যাথোড পৃথকীকরণ এবং 300 A/m2 কারেন্ট ঘনত্ব সহ একটি ইলেক্ট্রোউইনিং কোষের পরীক্ষাগার নিয়ন্ত্রিত গবেষণাগুলি অ্যানোড থেকে বিভিন্ন দূরত্বে গ্রেড 2 টাইটানিয়ামে তামার জমার হার নির্ধারণ করেছে। স্থানীয় ক্যাথোডিক বর্তমান ঘনত্ব 5-10 এমএ/সেমি 2 50 মিমি এবং তামার জমার হার 0.5-1.0 মিমি প্রতি ঘন্টা। 24 ঘন্টার মধ্যে গুরুতর নোডুলার বিকাশ ঘটে। একটি সাধারণ ক্যাথোড অবস্থান হল 100 মিমি এবং ক্যাথোডিক বর্তমান ঘনত্ব হল 2-5 mA/cm^2। জমার বেগ 0.2-0.5 মিমি প্রতি ঘন্টা এবং ভারী তামা প্লেট 48 ঘন্টার মধ্যে গঠিত হয়। 200 মিমিতে, ক্যাথোডিক কারেন্টের ঘনত্ব হল 0.5-1.5 mA/cm2, জমার হার হল 0.05-0.15 mm/h, এবং দৃশ্যমান কপার 100-200 ঘন্টা পরে দেখা যায়। 300 মিমিতে, ক্যাথোডিক কারেন্টের ঘনত্ব 0.2-0.5 mA/cm2, নিউক্লিয়েশন থ্রেশহোল্ডের নীচে। স্থিতিশীল তামার জমা হয় না, তবে একাকী তামার স্ফটিকগুলি বিকশিত হতে পারে এবং ভেঙে যেতে পারে। 400 মিমি দূরত্বে ক্যাথোডিক বর্তমান ঘনত্ব 0.2 mA/cm² এর নিচে নেমে যায় এবং তামা জমা হয় না, তাই এই দূরত্ব অনির্দিষ্টকালের জন্য নিরাপদ।

নিরাপদ দূরত্বে কোষের বর্তমান ঘনত্ব এবং অ্যানোড-ক্যাথোড দূরত্বের প্রভাব

কোষের বর্তমান ঘনত্ব অ্যানোড থেকে নিরাপদ দূরত্ব বাড়ায় এবং অ্যানোড-ক্যাথোড ফাঁক নিরাপদ দূরত্ব বাড়ায়। সর্বনিম্ন নিরাপদ দূরত্ব হল 0.4 এমএ/সেমি 2 হিটারে বর্তমান ঘনত্বের সাথে 250 মিমি যার বর্তমান ঘনত্ব 200 এ/মি 2 এবং 100 মিমি বিচ্ছেদ। 80 মিমি এবং 300 এ/মি 2 এর বিভাজনে, ন্যূনতম নিরাপদ দূরত্ব 300 মিমি। বর্তমান ঘনত্ব হল 0.3 mA/cm 2. 400 A/m 2 এ, 80 mm ব্যবধান সহ নিরাপদ দূরত্ব হল 0.4 mA/cm এর বর্তমান ঘনত্বে 350 mm 2 . 2. 500 A/m² ব্যবধানে 100 mm নিরাপদ দূরত্ব হল বর্তমান ঘনত্ব 400mm/mA 203 সেমি। 0.3 mA/cm 2 বর্তমান ঘনত্বে, 300 A/m 2 এ নিরাপদ দূরত্ব হল 350 মিমি, যার প্রস্থ 120 মিমি। অ্যানোড এবং ক্যাথোডের মধ্যে বিস্তৃত দূরত্বের অর্থ হল কম ফিল্ড গ্রেডিয়েন্ট এবং হিটারগুলির কাছাকাছি বসানো।

ইলেক্ট্রোইনিং হিটারের জন্য নিরাপদ দূরত্ব বেছে নেওয়ার জন্য গাইড

নীচের সারণীটি সেল কারেন্ট ঘনত্ব এবং অ্যানোড-ক্যাথোড ব্যবধানের ফাংশন হিসাবে 50 ডিগ্রিতে তামা ইলেক্ট্রোউইনিং ইলেক্ট্রোলাইটে গ্রেড 2 টাইটানিয়াম নিমজ্জন হিটারের জন্য অ্যানোড থেকে প্রস্তাবিত নিরাপদ দূরত্ব দেখায়।

সেল কারেন্ট ডেনসিটি (A/m2) অ্যানোড-থেকে-ক্যাথোড দূরত্ব (মিমি) অ্যানোড থেকে ন্যূনতম নিরাপদ দূরত্ব (মিমি) হিটারে নিরাপদ দূরত্ব বর্তমান ঘনত্ব (mA/cm2) হিটারের অবস্থান - প্রস্তাবিত
200 100 250 0.4 ক্যাথোডের পিছনে (দূরের দিক) 300 80 300 0.3 ক্যাথোডের পিছনে (দূরের দিক) 300 120 350 0.3 কোষের শেষে, বিরোধী অ্যানোড
400 80 350 0.4 সেলের নীচে, কেন্দ্রীভূত 500 100 400 0.3 শুধুমাত্র ক্যাথোডগুলির মধ্যে 300 80 (রেট্রোফিট, সীমিত স্থান) 200 1.0 প্লাস্টিকের ঢাল সহ, মাসিক পরিষ্কার করা
নিরাপদ দূরত্ব নিয়ন্ত্রণ প্রকৌশলের বাইরে

কোষের আকৃতির সীমার কারণে নিরাপদ দূরত্ব পাওয়া সম্ভব না হলে, হিটারের চারপাশে PTFE বা পলিপ্রোপিলিনের একটি ছিদ্রযুক্ত প্লাস্টিকের ঢাল ইনস্টল করা যেতে পারে। 50 শতাংশ খোলা এলাকা সহ একটি ঢাল তাপ স্থানান্তরের উপর প্রশংসনীয় প্রভাব ছাড়াই স্থানীয় বর্তমান ঘনত্ব 70 থেকে 80 শতাংশ হ্রাস করে। টাইটানিয়ামের গ্রেড তামার জমা প্রতিরোধ করে না যদিও গ্রেড 7 উচ্চতর জারা প্রতিরোধের কারণে তামার জমার অধীনে দীর্ঘস্থায়ী হতে পারে। তামার আমানত পর্যায়ক্রমে পরিষ্কার করা প্রয়োজন। হিটারটিকে 20% সালফিউরিক অ্যাসিডে 50 ডিগ্রিতে 30 মিনিটের জন্য ডুবিয়ে রাখুন। এটি টাইটানিয়ামের ক্ষতি না করে তামাকে দ্রবীভূত করে। প্রাচীর বেধ একটি জারা ভাতা প্রস্তাব; মাঝে মাঝে তামা জমা সহ একটি 2.0 মিমি প্রাচীর 1.2 মিমি প্রাচীরের চেয়ে পরিষ্কারের চক্রে ভালভাবে বেঁচে থাকতে পারে।

একটি অবহিত স্পেসিফিকেশন একসাথে রাখা (মানবিক)

50 ডিগ্রীতে একটি কপার ইলেক্ট্রোউইনিং কক্ষে একটি টাইটানিয়াম নিমজ্জন হিটারের জন্য, 300 A/m² এবং 80 মিমি ব্যবধানের বর্তমান ঘনত্বের কোষগুলির জন্য নিকটতম অ্যানোড থেকে হিটারটিকে কমপক্ষে 300 মিমি দূরে রাখুন। উচ্চতর বর্তমান ঘনত্ব বা কাছাকাছি ব্যবধান সহ কোষগুলির জন্য নিরাপদ দূরত্ব বাড়ান। যেখানে উপলভ্য স্থান দাবি করে যে এটি 300 মিমি এর কাছাকাছি স্থাপন করা হবে একটি 3 মিমি পুরুত্বের একটি ছিদ্রযুক্ত PTFE ঢাল 5 মিমি ছিদ্র এবং 50% খোলা জায়গা হিটারের চারপাশে লাগানো হবে। 20% সালফিউরিক অ্যাসিড দিয়ে প্রতি মাসে হিটার পরিষ্কার করতে হবে। কমিশনিংয়ের সময় টাইটানিয়াম হিটার বনাম একটি তামার-তামার সালফেট রেফারেন্স ইলেক্ট্রোডের ওপেন সার্কিট সম্ভাব্যতা পরিমাপ করুন; +0.2 V বনাম CSE এর চেয়ে সম্ভাব্য বেশি নেতিবাচক তামার জমা হওয়ার ঝুঁকি নির্দেশ করে এবং পুনরায় অবস্থানের জন্য আহ্বান জানায়। প্রকৌশলী নিশ্চিত করে যে অ্যানোড থেকে নিরাপদ দূরত্বকে সম্মান করা হয় এবং তাই তামা ইলেক্ট্রোউইনিং পরিষেবাতে টাইটানিয়াম নিমজ্জন উনানগুলিতে ক্ষতিকারক তামার জমা প্রতিরোধ করে।