У континуираној загрејаној хидролизи хексахлородизилана (ХЦДС) до силицијум диоксида (180 степени, 30 бара), како је отпорност ПФА облоге на пермеацију ХЦл при високом притиску повезана са степеном кристалности полимера (50% наспрам . 60}%) Хоурс након мерења4?

Проблем пермеације ХЦл под високим{0}}притиском у производњи силицијум диоксида
Силицијум диоксид високе{0}} чистоће се производи хидролизом хексахлородизилана (ХЦДС) на 180 степени и 30 бара. Метода генерише концентровану ХЦл пару која прожима ПФА облоге. Кристалност полимера процењена диференцијалном скенирајућом калориметријом одређује отпорност на пермеацију. ПФА са 60% кристалности показује ХЦл пропустљивост од 0,12 мг/цм²·дан на 180 степени, 30 бара, према квантитативној анализи из пет објеката за напредне материјале, али ПФА са 50% кристалинитета прожима на 0,35 мг/цм²·дан, смањујући век трајања корозије језгра са две године на ни месеце.

Кинетика пермеације ХЦл високог{0}}притиска
Пермеација ХЦл на 30 бара показује растворљивост која зависи од-притиска у складу са Фиковим законом. Повећана кристалност ограничава дифузију смањењем аморфне слободне запремине. Тестирање на 180 степени, 30 бар ХЦл (100% гас), 4000 сати:

ПФА Кристалиност Аморфни садржај ХЦл пропусност (мг/цм²·дан) Време до корозије језгра (2,0 мм зид, сати) Дубина корозије језгра на 4000х (мм) 45% 55% 0.45 2,500 0.25
50% (стандардно) 50% 0.35 3,200 0.18 55% (жарено) 45% 0.22 5,000 0.10 58% 42% 0.16 7,000 0.07 60% (споро-хлађено) 40% 0.12 9,000 0.05
Мерење ДСЦ кристалности
У поређењу са 100% кристалним ПФА (ΔХ_ф степен=95 Ј/г), ДСЦ израчунава кристалност из топлоте фузије (ΔХ_ф). За ХЦДС услугу наведите:

Опсег класификације степена кристалности Перформансе препоручене примене пропусности ХЦл
<45% QuenchedBad and inappropriate
45–50% Типична маргина Само краткорочно
50–55% Модификована прихватљива услуга повремено
55-58% жарено Одличан континуирано (2 године)
58-62% Споро хлађено Одлично Континуирано (3+ година)
Ефекти високог притиска на пермеацију
Повећани градијент концентрације и притисак{0}}индуковано ширење слободне запремине су два начина на која притисак убрзава пропусност. Однос пропусности П(30 бар)/П(1 бар):

Однос пропусности кристалности (30 бар/1 бар) Доминација механизама
45% 4,5к Проширење слободног волумена
50% 4.0к Мешовито
55% 3.2к Градијент концентрације
60% 2,8к само градијент концентрације
Одабир основних материјала за ХЦл високог{0}}притиска
Прожета ХЦл брзо напада већину метала. За пермеацију од 0,12 мг/цм²·дан (60% кристалинитета ПФА, 2,0 мм зид):

Стопа корозије метала језгра на 180 степени (мм/годишње) Век трајања (корозија до 1 мм) Компатибилност
Одличан Хастеллои Ц-276 0.08 12.5 година
Лош степен титанијума 2 0.25 (питтинг) 4 године
Тантал 0.002 500+ година супериорнији (превише)
Цирконијум 702 0.01 100 година Одлично
Дебљина зида и синергија кристалности
За циљ сервиса од 4000 сати, вишеструке комбинације постижу животни век:

Потребна кристалност Дебљина зида (мм) Пермеација ХЦл при циљном веку (мг/цм²·дан) Корозија језгра (мм/годишње по стопи од 0,08 мм/годишње)
50% 3.0 0.15 0.012 55% 2.5 0.12 0.010 58% 2.2 0.12 0.010 60% 2.0 0.12 0.010 62% 1.8 0.12 0.010
Производња за високу кристалност
Потребно је или продужено жарење (180 степени у трајању од 12 сати) или споро хлађење од растапања (1-2 степена/мин) да би се добила кристалност од 60%. Стандардна производња (10 степени/мин хлађења) даје 50-52% кристалности. Изаберите споро хлађени ПФА са забележеном брзином хлађења за ХЦДС услугу.

Смернице за спецификације ХЦДС хидролизе
За ХЦДС хидролизу на 180 степени, 30 бара, наведите ПФА са минимално 58% кристалности (ДСЦ, споро{3}}хлађено), дебљином зида 2,2 мм и језгром Хастеллои Ц-276. Захтевајте да добављачи потврде да је пропусност ХЦл мања од 0,15 мг/цм²·дан на 180 степени и 30 бара. За континуирану производњу силицијум диоксида 24/7 (8000 сати годишње), наведите 60% кристалности са зидовима од 2,5 мм и праћењем дебљине језгра. Премијум за ПФА високог{20}}кристалитета (25-40% у односу на стандард) је оправдан 3-4 пута дужим животним веком у ХЦл сервису под високим притиском где непланирано затварање кошта 10.000-50.000 УСД дневно. За Р&Д аутоклаве са серијским радом може бити прикладан ПФА са 55% кристалности са 3,0 мм зидовима.