সোডিয়াম বোরেট (Na₂B₄O₇) 8% ঘনত্ব এবং 95 ডিগ্রি একটি বাফারিং এজেন্ট এবং ক্ষয় প্রতিরোধক হিসাবে ব্যবহৃত হয়। বোরেট আয়ন (B₄O₇²⁻) টাইটানিয়ামের উপর একটি প্রতিরক্ষামূলক ফিল্ম তৈরি করতে পারে, কিন্তু এই ফিল্মের স্থায়িত্ব ধাতব পৃষ্ঠে বোরেটের ঘনত্বের উপর নির্ভর করে। চক্রীয় উত্তাপের অধীনে, সীমানা স্তর জুড়ে তাপমাত্রার গ্রেডিয়েন্ট বোরেট আয়নগুলিকে স্থানান্তরিত বা অবক্ষয় ঘটায়। শীতল বাল্ক দ্রবণে উচ্চতর বোরেট ঘনত্ব এবং গরম নল পৃষ্ঠে নিম্ন ঘনত্ব সহ একটি ঘনত্ব গ্রেডিয়েন্ট বিকাশ করে। এই গ্রেডিয়েন্ট প্যাসিভ ফিল্মকে অস্থির করে, যার ফলে স্থানীয়ভাবে পাতলা হয়ে যায়। প্যাসিভ ফিল্ম স্থিতিশীল থাকে যখন পৃষ্ঠে বোরেটের ঘনত্ব 2% অতিক্রম করে।

বোরেট ঘনত্ব গ্রেডিয়েন্ট গঠনের প্রক্রিয়া

স্থির-স্টেট হিটিং-এর অধীনে, বোরেট আয়নগুলি গরম টাইটানিয়াম পৃষ্ঠের দিকে ছড়িয়ে পড়ে, কিন্তু তাপীয় প্রসারণ (সোরেট প্রভাব) তাদের গরম পৃষ্ঠ থেকে দূরে সরিয়ে দেয়। নেট ইফেক্ট হল একটি ক্ষয়প্রাপ্ত সীমানা স্তর, যেখানে নল পৃষ্ঠে বোরেটের ঘনত্ব বাল্ক দ্রবণের তুলনায় 10-30% কম। চক্রীয় উত্তাপের সময় (চক্র-অফ সাইকেল), ঘনত্ব গ্রেডিয়েন্ট দোদুল্যমান হয়। হিটার চক্র বন্ধ হয়ে গেলে, পৃষ্ঠটি শীতল হয়ে যায় এবং বোরেট আয়নগুলি পৃষ্ঠের দিকে ফিরে আসে, যার ফলে অস্থায়ী প্যাসিভেশন হয়। যখন হিটারটি আবার চালু হয়, গ্রেডিয়েন্ট পুনরায় -স্থাপিত হয় এবং পৃষ্ঠটি ক্ষয়প্রাপ্ত হয়। এই চক্রাকার অবক্ষয় এবং পুনরুদ্ধার প্যাসিভ ফিল্মকে চাপ দেয়, যা ক্র্যাকিং এবং স্প্যালিং এর দিকে পরিচালিত করে।

সারফেস বোরেট ঘনত্বের একটি ফাংশন হিসাবে পরিমাণগত প্যাসিভ ফিল্ম স্থায়িত্ব

8% সোডিয়াম বোরেটে (বাল্ক ঘনত্ব) 95 ডিগ্রীতে সাইক্লিক হিটিং (1 ঘন্টা চালু, 1 ঘন্টা বন্ধ) নিয়ন্ত্রিত পরীক্ষা বিভিন্ন পৃষ্ঠ বোরেট ঘনত্বে গ্রেড 2 টাইটানিয়ামের জন্য প্যাসিভ ফিল্ম স্থিতিশীলতা প্রতিষ্ঠা করেছে। 4-5% (সমৃদ্ধ) পৃষ্ঠের ঘনত্বে, প্যাসিভ ফিল্মের পুরুত্ব 5-8 এনএম, ফিল্মটি স্থিতিশীল এবং অনুগত এবং 1,000 চক্রের পরে কোনও পিটিং ঘটে না। 3-4% (বাল্কের কাছাকাছি), পুরুত্ব 3-5 এনএম, ফিল্মটি মাঝারিভাবে স্থিতিশীল এবং 500 চক্রের পরে মাঝে মাঝে পিটিং ঘটে। 2-3% (মাঝারি হ্রাস) এ, পুরুত্ব 2-4 nm, ফিল্মটি ক্র্যাকিং দেখায় এবং 200-400 চক্রের পরে পিটিং শুরু হয়। 1-2% (ক্ষয়প্রাপ্ত) এ, পুরুত্ব 1-3 nm, ফিল্মটি অস্থির, এবং 50-200 চক্রের মধ্যে পিটিং ঘটে। 1% এর নিচে, প্যাসিভ ফিল্ম সম্পূর্ণরূপে ব্যর্থ হয় এবং প্রতি বছর 0.1-0.3 মিমি হারে অভিন্ন ক্ষয় হয়।

বোরেট ঘনত্বের প্রভাব এবং সারফেস অবক্ষয়ের উপর সাইকেল ফ্রিকোয়েন্সি

পৃষ্ঠ ক্ষয়ের তীব্রতা বাল্ক বোরেট ঘনত্ব এবং চক্র ফ্রিকোয়েন্সির উপর নির্ভর করে। 4% বাল্ক বোরেটে, চক্রীয় উত্তাপের অধীনে পৃষ্ঠের ঘনত্ব 2-3%, যা প্রান্তিক। 6% বাল্কে, পৃষ্ঠের ঘনত্ব 3-4%, যা মাঝারিভাবে স্থিতিশীল। 8% বাল্ক (নামমাত্র), পৃষ্ঠের ঘনত্ব 4-5%, যা স্থিতিশীল। 10% বাল্কে, পৃষ্ঠের ঘনত্ব 5-6%, যা অত্যন্ত স্থিতিশীল। প্রতি ঘন্টায় 6 চক্রের একটি চক্র ফ্রিকোয়েন্সিতে (10 মিনিট চালু, 10 মিনিট বন্ধ), পৃষ্ঠের ঘনত্ব প্রতিদিন 2টি চক্রের তুলনায় 10-20% কম কারণ সীমানা স্তরের পুনরুদ্ধারের সময় নেই।

টাইটানিয়াম হিটারের জন্য বোরেট ঘনত্ব এবং সাইকেল ম্যানেজমেন্ট গাইড

নিম্নোক্ত সারণীটি 95 ডিগ্রিতে গ্রেড 2 টাইটানিয়ামে প্যাসিভ ফিল্ম স্থিতিশীলতা বজায় রাখার জন্য বাল্ক বোরেট ঘনত্ব এবং চক্র পরামিতিগুলির জন্য সুপারিশ প্রদান করে।

প্রকৌশল ঘনত্ব নিয়ন্ত্রণের বাইরে

টাইটানিয়াম গ্রেড ঘনত্ব গ্রেডিয়েন্টের অধীনে প্যাসিভ ফিল্ম স্থায়িত্বকে প্রভাবিত করে। গ্রেড 7 (প্যালাডিয়াম-স্থিতিশীল) একটি স্থিতিশীল ফিল্ম বজায় রাখে পৃষ্ঠের বোরেট ঘনত্ব 1.5% পর্যন্ত, একটি বড় নিরাপত্তা মার্জিন প্রদান করে। গ্রেড 12 মধ্যবর্তী উন্নতি প্রস্তাব করে। প্রাচীর বেধ প্যাসিভ ফিল্ম প্রভাবিত করে না। গরম করার হার গুরুত্বপূর্ণ; ধীরগতির র‌্যাম্পিং (প্রতি মিনিটে 1 ডিগ্রি) দ্রুত র‌্যাম্পিংয়ের (10 ডিগ্রি প্রতি মিনিট) তুলনায় ঘনত্বের গ্রেডিয়েন্ট কমায়। দ্রবণের আন্দোলন (একটি মিক্সার বা রিসার্কুলেশন পাম্প) সীমানা স্তরের পুরুত্ব হ্রাস করে ঘনত্ব গ্রেডিয়েন্টকে কমিয়ে দেয়।

একটি অবহিত স্পেসিফিকেশন তৈরি করা

সাইক্লিক হিটিং সহ 95 ডিগ্রিতে 8% সোডিয়াম বোরেটে একটি টাইটানিয়াম শীথ হিটারের জন্য, সাইকেল চালানোর সময় 4% এর উপরে পৃষ্ঠের ঘনত্ব নিশ্চিত করতে বাল্ক বোরেটের ঘনত্ব 8-10% বজায় রাখুন। যদি চক্রের ফ্রিকোয়েন্সি প্রতি ঘন্টায় 6 চক্রের বেশি হয়, তাহলে বাল্ক ঘনত্ব 10% বৃদ্ধি করুন। প্যাসিভ ফিল্ম অস্থিরতা সহ বিদ্যমান হিটারগুলির জন্য (অনিয়মিত শক্তি খরচ বা পিটিং দ্বারা নির্দেশিত), ঘনত্ব 10% বাড়াতে বা চক্রের ফ্রিকোয়েন্সি কমাতে বোরেট যোগ করুন। অপারেশন চলাকালীন, pH নিরীক্ষণ; pH 9 এর নিচে নেমে গেলে সোডিয়াম হাইড্রক্সাইড যোগ করুন। পর্যাপ্ত বাল্ক ঘনত্ব এবং কম সাইক্লিং ফ্রিকোয়েন্সি মাধ্যমে বোরেট ঘনত্ব গ্রেডিয়েন্ট নিয়ন্ত্রণ করে, প্রকৌশলী টাইটানিয়াম হিটারে একটি স্থিতিশীল প্যাসিভ ফিল্ম বজায় রাখে।