Zirkonya seramik pompalar neden güçlü-asit bulamaçlarından kaynaklanan korozyona etkili bir şekilde direnç gösterebilir?
Zirkonya seramik pompasının güçlü asit bulamaçlarından kaynaklanan korozyona etkili bir şekilde direnebilmesinin nedeni, malzemenin kendine özgü yapısında ve kimyasal inertliğinde yatmaktadır. Bu bir kaplama veya yüzey işlemi değildir-korozyon mekanizmalarının içten dışa doğru temel bir blokajıdır.
İlk olarak kimyasal bağlar reaksiyonu kaynağında durdurur.
Sıradan metal pompalarda korozyon, metal atomlarının kolaylıkla elektron kaybetmesi ve asitteki hidrojen iyonlarıyla yer değiştirme reaksiyonlarına girmesi nedeniyle meydana gelir. Zirkonya ise aksine, zirkonyum ve oksijen atomlarının çok yüksek bağ enerjisine sahip son derece kararlı iyonik bağlarla bir arada tutulduğu zirkonyum dioksitin kristalli bir fazıdır. Bir oksijen iyonunu zirkonyum atomundan uzaklaştırmak, güçlü bir asidin kimyasal olarak sağlayabileceğinden çok daha büyük bir enerji girdisi gerektirir. Sonuç olarak, yüksek derecede asidik bir bulamaçta bile zirkonya seramiği termodinamik olarak stabil kalır ve asitle reaksiyona girmez.
İkincisi, benzersiz bir kristal yapı, hasara karşı kendi kendini-sınırlayan bir mekanizma sağlar.
Yüksek gerilim koşullarında yüzeyde mikro çatlakların meydana gelmesi durumunda zirkonyum dioksit, dönüşüm sertleşmesi olarak bilinen bir değişime uğrayacaktır; burada kristal yapısı tetragonalden monokliniğe kayar ve bu geçiş hacimde bir artışa neden olur, bu da çatlak ucunun sıkışmasına ve çatlak büyüme sürecinin durmasına yol açar. Böylece, bu malzeme mikro düzeyde kendi kendini-tamir eden bir mekanizmaya sahip olup, bu sayede dökülme ve kenar kırılmasının önlenmesi sağlanır. Örneğin, katı parçacıklarla asidik bir karışım taşıyan bir pompanın çalışması sırasında pompada korozyon ve mekanik bozulma meydana gelir. Bu sertleştirme davranışı kritiktir. Kırılgan geleneksel seramikler genellikle parçacık çarpmasından sonra pul pul dökülmeye başlar ve her zaman yeni bir yüzey ortaya çıkar, bu da onların çok daha hızlı paslanmasına neden olur. Öte yandan Zirkonya yüzeyi korur ve dolu,-reaktif olmayan bir bariyer olarak kalır.
Üçüncüsü, yüzey oldukça hidrofobiktir, bu da temas süresini kısaltır.
Tamamen yoğunlaştırılmış zirkonya seramiği neredeyse hiç gözeneklilik olmadan sinterlenir ve düşük yüzey enerjisine sahiptir. Güçlü bir asit bulamacı, yayılıp sürekli olarak ıslatmak yerine, boncuklanma ve yüzeyden hızla fırlatılma eğilimindedir. Bu, pompanın içindeki bekleme süresini ve temas alanını daha da azaltır.
Net sonuç, korozyon direnci, aşınma direnci ve yüksek mukavemetin birleşimidir. Plastik pompalar güçlü asitlere dayanabilir ancak sert parçacıkların neden olduğu aşınmayla baş edemez. Metal alaşımlı pompalar yüksek sertlik sunabilir, ancak güçlü asitler ve yüksek sıcaklıklar altında tanecikler arası korozyona karşı savunmasız kalırlar. Metal alaşımlı pompalar sertlik avantajına sahiptir; ancak taneler arası korozyonun, yüksek sıcaklıklarda kuvvetli asidik bir ortamda onlara saldırması muhtemeldir. Zirkonya seramik pompalar, hem asitlere karşı dayanıklı olmaları hem de aşındırıcı katılardan etkilenmemeleri nedeniyle bu izolasyon sorununa bir çözüm sunar; bu da onları normalde madenlerde ve kimyasal reaktörlerde bulunan oldukça aşındırıcı ve aşındırıcı kompleks sıvılar için iyi bir seçim haline getirir.
Önemli bir uyarı: Saf zirkonya hidroflorik asite dayanmaz çünkü florür iyonları, çözünebilir kompleksler oluşturmak için zirkonyum atomlarını doğrudan yakalar. Bu açık bir zayıflık. Proses akışı hidroflorik asit içeriyorsa bileşim doğrulanmalı ve alternatif bir malzeme dikkate alınmalıdır.
