Cathain a Laghdaíonn Friotaíocht Ocsaídiú Tíotáiniam Pure?

Teochtaí ardaithe thar an tairseach chriticiúil

Léiríonn tíotáiniam íon friotaíocht maith ocsaídiúcháin ag teochtaí faoi bhun 400 céim, toisc go bhfuil an scannán dromchla TiO₂ fós dlúth agus greamaitheach, rud a chuireann bac ar insíothlú ocsaigine breise go héifeachtach. Mar sin féin, nuair a sháraíonn an teocht 400 céim, athraíonn iompar ocsaídiúcháin tíotáiniam íon go suntasach:

Ag 400-600 céim: Tosaíonn an scannán TiO₂ ag fás go tapa i dtiús, agus athraíonn a struchtúr ó chéim dlúth, rutile cosanta go céim anatase nó brookite níos póiriúil i gceantair áitiúla. Idir an dá linn, idirleata méid beag adamh ocsaigine interstitial isteach sa mhaitrís tíotáiniam, a fhoirmiú ocsaigine brittle ciseal saibhrithe faoi bhun an scannán ocsaíd, a lagaíonn sláine struchtúrach an miotail agus laghdú ar an éifeacht bhac an scannáin.

Os cionn 600 céim: Téann an próiseas ocsaídiúcháin isteach sa chéim trasdula "parabolach-go-líneach". Cailleann an scannán TiO₂ a n-airíonna cosanta go hiomlán mar gheall ar scoilteadh agus spalladh dian de bharr strus teirmeach (a eascraíonn as neamhréireanna i gcomhéifeachtaí leathnaithe teirmeacha idir an scannán ocsaíd agus an tsubstráit tíotáiniam). Téann ocsaigin isteach sa mhaitrís ar ráta luathaithe, agus cruthaítear sraitheanna ocsaíde greamaitheachta ísle (amhail Ti₂O₃ agus TiO sa bhfo-chrios dromchla) mar thoradh ar ocsaídiú tubaisteach tíotáiniam íon, agus an ráta ocsaídiúcháin ag méadú go heaspónantúil le teocht.

Timpeallachtaí ardteochta a bhfuil eisíontais gháis chreimneacha ar leith acu

Fiú má tá an teocht laistigh den "raon sábháilte" ainmniúil (faoi bhun 400 céim), déanfaidh láithreacht eisíontais gháis chreimneach áirithe díghrádú suntasach ar fhriotaíocht ocsaídiúcháin tíotáiniam íon:

Clóirín-ina bhfuil gáis (m.sh., Cl₂, gal HCl): Is féidir le hiain chlóiríd an scannán TiO₂ a threá trí mhicreacracks nó teorainneacha gráin, ag imoibriú le tíotáiniam chun clóiríd tíotáiniam so-ghalaithe a fhoirmiú (m.sh., TiCl₄). Scriosann an mheicníocht "creimeadh gníomhach" seo leanúnachas an scannáin éighníomhacha agus cuireann sé cosc ​​​​ar a fhéinleigheas, rud a fhágann go dtiocfaidh polladh logánta nó creimeadh aonfhoirmeach fiú ag teochtaí measartha.

Sulfar-ina bhfuil gáis (m.sh., SO₂, H₂S): Ag teocht os cionn 300 céim, is féidir adaimh sulfair idirleathadh isteach sa mhaitrís tíotáiniam, a fhoirmiú suilfíd tíotáiniam brittle (m.sh., TiS, TiS₂) ag teorainneacha gráin. Ní hamháin go laghdaíonn na sulfídí seo insínteacht an mhiotail ach cuireann siad isteach ar shláine an scannáin TiO₂ freisin, rud a fhágann go bhfuil sé níos so-ghabhálaí d'ionsaí ocsaigine agus ocsaídiú a luathú.

Atmaisféir saibhre nítrigine ag teochtaí arda: Os cionn 500 céim , imoibríonn nítrigine le tíotáiniam chun nítríde tíotáiniam crua agus brittle (TiN) a fhoirmiú ar an dromchla agus laistigh den mhaitrís. Cé go bhfuil roinnt friotaíocht ocsaídiúcháin ag TiN, is cúis le strus inmheánach sa scannán ocsaíd é a fhoirmiú, rud a fhágann go n-éireoidh sé scáineadh agus cruthaítear bealaí ocsaigine chun an bunmhiotal a insileadh tuilleadh.

Coinníollacha timthriallacha luchtaithe teirmeach

Déanann timthriallta teasa agus fuaraithe arís agus arís eile (m.sh., i bhfoirnéisí tionsclaíocha nó i gcomhpháirteanna innill aeraspáis a gcuirtear tús leo go minic-stopadh) isteach go mór ar fhriotaíocht ocsaídiúcháin tíotáiniam íon:

Tá leathnú teirmeach agus crapadh an scannáin TiO₂ agus an tsubstráit tíotáiniam ina chúis le strus timthriallach, rud a fhágann go gcruthófar microcracks agus delamination sa chiseal ocsaíd.

Nochtann gach timthriall teirmeach miotail tíotáiniam úr don atmaisféar ocsaídeach sular féidir leis an scannán é féin a leigheas go hiomlán, rud a fhágann damáiste carnach ocsaídiúcháin agus laghdú de réir a chéile ar chumas cosanta an scannáin le himeacht ama.

Láithreacht salainn leáite nó ábhar salaithe miotail phointe íseal-leáphointe

I dtimpeallachtaí ina bhfuil salainn leáite (m.sh., NaCl, Na₂SO₄ i bpróisis thionsclaíocha ardteochta) nó miotail phointe leáphointe íseal (eg, alúmanam, maignéisiam, luaidhe), tá lagú suntasach ar fhriotaíocht ocsaídiúcháin tíotáiniam íon:

Is féidir le salainn leáite feidhmiú mar leictrilítí, rud a chothaíonn creimeadh leictriceimiceach a bhriseann an scannán TiO₂, agus ag an am céanna éascaítear foirmiú comhdhúile tíotáiniam pointe íseal leáphointe a luathaíonn teip scannáin.

Is féidir le miotail phointe leá íseal idirleathadh isteach sa mhaitrís tíotáiniam ag teochtaí arda, ag cruthú cóimhiotail eutectic agus ina chúis le breabú idirghráiníneach, rud a lagaíonn cobhsaíocht struchtúrach an mhiotail agus a fhágann go bhfuil an scannán ocsaíd níos mó seans maith go scoilteadh le linn ocsaídiúcháin.