Dalam Pemanas Elektrik Titanium untuk Penyelesaian Ammonium Karbonat 20% pada 70 darjah, Bagaimanakah Ion Karbonat (CO₃²⁻) Menukar Lapisan Pempasifan daripada TiO₂ kepada Titanium Karbonat (TiCO₃) dan Mengurangkan Kadar Kakisan kepada 0.005 mm/tahun?

Dalam 20% ammonium karbonat pada 70 darjah, ion karbonat (CO3^2-) bergabung dengan permukaan titanium untuk membentuk lapisan titanium karbonat (TiCO3) dan bukannya TiO2 biasa, Dalam larutan alkali karbonat lapisan karbonat ini sangat stabil dan melindungi. Kadar kakisan titanium Gred 2 ialah 0.003-0.008 mm/tahun, yang lebih rendah daripada kebanyakan keadaan neutral atau berasid. Lapisan terbentuk oleh tindak balas TiO₂ + CO₃²⁻ → TiCO₃ + O²⁻ .

Mekanisme Pasif Karbonat

Ion karbonat diserap pada permukaan titanium dan menyesarkan oksigen dalam filem pasif. Lapisan TiCO3 yang terbentuk adalah padat, tidak-berliang dan tidak larut dalam larutan karbonat. Ketebalan lapisan ialah 2-5 nm. Sifat pelindung dipelihara sekitar pH 8-11.

Kadar kakisan kuantitatif berbanding kepekatan karbonat

(NH₄)₂CO₃ Kepekatan (%) Suhu ( darjah ) Kadar Kakisan (mm/tahun)Lapisan Permukaan 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 Kesan pH terhadap Kestabilan Lapisan Karbonat

pH Kadar Kakisan (mm/tahun) Kestabilan Lapisan<7 0.01-0.03 Unstable (TiCO₃ dissolved)
7-8 0.008-0.015 Sederhana
8-11 0.003-0.008 Stable >11 0.005-0.010 Stabil (tetapi Ti membentuk titanat)
Membuat Spesifikasi Termaklum

Untuk pemanas titanium dalam ammonium karbonat pada 70 darjah, pastikan pH 8-11 untuk pempasifan karbonat terbaik. Kadar kakisan adalah sangat rendah. Jurutera mengetahui pasif karbonat dan menggunakan titanium untuk perkhidmatan jangka panjang.