Nghiên cứu trường hợp: Xác nhận khả năng kháng hóa học SSiC trong môi trường axit và kiềm

Một nhà sản xuất thiết bị hóa chất yêu cầu giải pháp vật liệu cho các linh kiện hoạt động trong cả môi trường axit và kiềm.

Ứng dụng liên quan:

• Axit mạnh (ví dụ: H₂SO₄, HCl)
• Môi trường kiềm (ví dụ, dung dịch NaOH)
• Nhiệt độ hoạt động lên tới 100°C
• Điều kiện ngâm liên tục có khuấy trộn chất lỏng

Yêu cầu chính là xác định một vật liệu cóhành vi ăn mòn có thể dự đoán được và sự ổn định lâu dàidưới sự tiếp xúc hóa học hỗn hợp.

Để đánh giá hiệu suất vật liệu,các thành phần cacbua silic thiêu kết không áp suất (SSiC)đã được thử nghiệm trong điều kiện phòng thí nghiệm được kiểm soát bao gồm ngâm liên tục và khuấy trộn hóa học.

• 98% H₂SO₄ (100°C): 1,8 mg/cm2·năm
• 85% H₃PO₄ (100°C): <0,2 mg/cm2·năm
• 70% HNO₃ (100°C): <0,2 mg/cm2·năm
• 25% HCl (70°C): <0,2 mg/cm2·năm

Giải thích kỹ thuật:
Tốc độ ăn mòn dưới đây2 mg/cm2·nămcho thấy sự phù hợp cho hoạt động lâu dài với sự xuống cấp vật liệu tối thiểu.

• 50% NaOH (100°C): 2,5 mg/cm2·năm
• 45% KOH (100°C): <0,2 mg/cm2·năm

Kết quả:
SSiC duy trì hiệu suất ổn định trong hầu hết các điều kiện kiềm, với tốc độ ăn mòn cao hơn một chút trong môi trường NaOH mạnh nhưng vẫn nằm trong giới hạn công nghiệp chấp nhận được.

Khả năng chống ăn mòn củavật liệu SSiC dày đặcchủ yếu được xác định bởi độ xốp gần như bằng 0 và sự vắng mặt của các pha silicon tự do.

So vớivật liệu cacbua silic liên kết phản ứng (RB-SiC), SSiC thể hiện tốc độ ăn mòn thấp hơn trong môi trường axit mạnh do cấu trúc vi mô dày đặc và không có silicon tự do còn sót lại.

Sau khi thực hiệnLinh kiện chống ăn mòn SSiC, hệ thống đạt được khả năng vận hành lâu dài ổn định hơn và giảm tần suất bảo trì khi tiếp xúc với hóa chất liên tục.

Sau khi triển khai hệ thống đã đạt được:

• Hoạt động ổn định khi tiếp xúc với hóa chất liên tục
• Giảm tần suất bảo trì
• Hiệu suất chiều nhất quán

Trường hợp này xác nhận rằng SSiC cung cấp khả năng chống ăn mòn đáng tin cậy trên cả môi trường axit và kiềm khi:

• Tốc độ ăn mòn vẫn dưới 2 mg/cm2·năm
• Cấu trúc vật liệu hoàn toàn đậm đặc và không có pha thứ cấp

Đối với các ứng dụng liên quan đến tiếp xúc với hóa chất hỗn hợp, SSiC cung cấp giải pháp vật liệu ổn định và có thể dự đoán được.

Cacbua silic thiêu kết không áp suất (SSiC) được sử dụng rộng rãi trong:

• hệ thống xử lý hóa chất,
• linh kiện bơm chịu axit,
• lớp lót lò phản ứng,
• và thiết bị trao đổi nhiệt.

Những ưu điểm chính bao gồm:

• kháng axit và kiềm tuyệt vời,
• độ xốp gần như bằng không,
• độ ổn định cấu trúc cao,
• và tuổi thọ lâu dài khi tiếp xúc với hóa chất liên tục.

Khám phá:

• Các thành phần cacbua silic thiêu kết không áp suất (SSiC)
• Các thành phần cacbua silic liên kết phản ứng (RB-SiC)