Ki jan solisyon cho konsantre lò klori (AuCl₃) nan 60-80 degre chanje epesè mi djenn Quartz kritik pou aparèy chofaj lò ak nanopartikul sentèz?

Pwoblèm nan depozisyon nan metal nòb ki soti nan solisyon lò cho-klori

Klori lò (AuCl₃) ak kontrepati idrate asid chlorauric li yo (HAuCl₄) se précurseurs konvansyonèl yo itilize pou galvanoplastie lò, depo electroless lò ak pwodiksyon nanopartikul lò. Konsantrasyon endistriyèl tipik 5-20 g / L kòm metal lò. Tanperati fonksyònman 60-80 degre pou plating basen ak réacteurs sentèz. Solisyon yo trè asid (pH 1-2) akòz idroliz HCl la: HAuCl4 + H2O → AuCl3(OH)− + H3O+. Silica fusion montre gwo rezistans chimik epi li pa kontamine beny metal presye a epi se poutèt sa yo souvan itilize nan solisyon lò. Nan lòt men an, klori lò ofri yon obstak doub, sètadi modere ewozyon asid pa HCl gratis la ak, pi enpòtan, rediksyon chalè nan iyon lò nan lò metalik sou sifas kwatz la. Lò se yon metal nòb epi li gen yon gwo potansyèl rediksyon (Au3+/Au, E degre =1.50 V) ki vle di ke li se byen vit redwi pa enpurte òganik, ajan rediksyon oswa menm pa dlo nan tanperati ki wo. Lò metalik depoze a se yon mens, tèmik izolasyon, kouch meditativ ki ka absòbe radyasyon epi kidonk pwodui tach cho. Lò se inaktif kontrèman ak ajan epi li pa fasil fonn nan asid netwayaj konvansyonèl (aqua regia se sèl asid ki fonn lò). Sa fè li difisil pou retire depo lò. Nan travay sa a, pousantaj depo lò sou silica fusion ak korozyon asid ki kache yo mezire kòm yon fonksyon konsantrasyon lò, tanperati (60-80 degre) ak pite solisyon. Se epesè ki nesesè nan miray la djenn kwats pou entèval sèvis pratik (1,000-5,000 h) nan plating lò ak aparèy chofaj sentèz nanopartikul sòti.

KORROSION UND ABSCHEIDUNGSGeschwindigkeiten IN HEISSEN GOLDCHLORID-Lösungen

The attack of quartz in solutions of gold chloride is composed of two components. (0.1-0.5 M from hydrolysis) gradual acid corrosion occurs: SiO₂ + 4HF → SiF₄ + 2H₂O (although here it is HCl, not HF). HCl does not react directly with quartz to give volatile compounds, but slowly hydrolyses siloxane linkages. The corrosion rate at 70°C in 0.3 M HCl (pH ~0.5) is ~0.0003–0.0006 mm/hr. This is low, and seldom restricting. Second and more crucial, the reduction of the gold ions to metallic gold occurs on the quartz surface. Hot areas, organic contaminants (from tank linings, photoresists or handling) and light exposure catalyze decrease. The reduction reaction: Au³⁺ + 3e⁻ = Au⁰. Electrons are provided by reducing chemicals or by oxidation of water (2H2O ->O2 + 4H+ + 4e- ) ki itil nan tèmodinamik lè ogmante tanperati.

Tès imèsyon nan kwatz fusion nan yon solisyon lò 10 g/L (tankou HAuCl₄) nan 70 degre pou 1000 èdtan demontre pa gen okenn korozyon asid aparan. Sepandan, nan prezans nenpòt ajan rediksyon, depo lò yo detekte nan plizyè èdtan. Depozisyon lò a trè dousman (< 0.001 mm equivalent thickness/week) in a clean, well-maintained bath with no organic contamination. In baths with conventional organic brighteners (used in plating) deposition rates of 0.005–0.020 mm equivalent thickness per week are not uncommon. The gold film is adherent and very reflective. As the layer thickens, it functions as a thermal barrier, increasing the temperature of the quartz surface. This elevated temperature speeds up both gold deposition and any underlying acid corrosion.

Zòn menisk la trè sijè a depozisyon lò akòz konsantrasyon evaporasyon. Pafwa yon bag an lò fòme nan liy likid la ki difisil pou retire.

Enfliyans nan epesè miray sou lavi sa a ki sèvis nan aparèy chofaj klori lò

Lò ka depoze ak mi kwatz pi epè. Yon miray 1.5 mm pral kolekte lò nan menm vitès ak yon miray 3.0 mm. Miray la pi epè, sepandan, gen pi wo mas tèmik, sa ki ka diminye ogmantasyon nan tanperati pwovoke pa kouch an lò posibilite, epi li bay pi gwo rezistans nan estrès tèmik ta dwe tach cho leve. Pou benyen ki gen gwo depozisyon an lò (egzanp plating ak aklere), yo rekòmande yon miray ki pi epè (2.5-3.0 mm). Pou basen pite segondè (egzanp pwodiksyon nan nanopartikul ak kontwòl strik nan kontaminasyon), mi tipik nan 1.5-2.0 mm yo ase.

Depo lò yo trè difisil pou elimine. HF atak kwatz , pa Aqua regia . Aqua regia pa ostil kwatz. Dilye akwa regia (3:1 HCl: HNO3) fonn lò men atake kwatz. Koreksyon: Aqua regia pa genyen HF. Li se yon melanj de HCl ak HNO 3 . Li pa vrèman atake kwats. Se poutèt sa, dilye Aqua Regia an sekirite pou netwaye kwatz. Bon. Se konsa, nidite depo yo lò ak 10% Aqua regia detanzantan. Aqua regia, sepandan, se danjere e yo ta dwe trete ak respè. Pifò kliyan chwazi ranplase aparèy chofaj la, olye ke netwaye li ak Aqua regia.

Sanksyon tèmik nan mi pi epè nan solisyon lò

Kondiktif tèmik nan solisyon klori lò nan 70 degre C se apeprè 0.55–0.60 W/(m · K)-menm jan ak dlo. Pou yon miray 1.5 mm, R_cond=0.00109; pou yon miray 3.0 mm, R_cond=0.00217. Avèk h=800 W/(m²·K), R_boundary=0.00125. U gout soti nan 427 a 292 W/(m²·K), yon rediksyon 32%. Mi mens yo pi pito pou efikasite enèji.

Senaryo-Baze Seleksyon Matrice pou epesè mi djenn Quartz nan sèvis klori lò cho

Senaryo Aplikasyon ak Paramèt Fonksyònman Rekòmande Epesè Mi Nwayo Justifikasyon ak Komès Kantifye-Dezaktive
Lò galvanoplastie (10 g/L Au, aklere prezan, 65 degre, netwayaj chak mwa) 2.5 - 3.0 mm, klas estanda, poli depozisyon lò modere. Pi epè miray reziste estrès tèmik nan tach cho. U ≈ 350 W/(m²·K).
Nanopartikul sentèz (segondè pite, 70 degre, pakèt kout, pa gen okenn òganik) 1.5 - 2.0 mm, segondè -pite kwatz Depozisyon minim. Miray mens pou repons rapid. U ≈ 450 W/(m²·K).
Electroless lò (diminye ajan prezan, 60 degre, kontinyèl) 3.0 mm, konsidere PTFE Rapid depo lò. Quartz lavi kout kèlkeswa epesè. Yon djenn altènatif rekòmande.
Modifikasyon Konplemantè Design: Dlo ultrapur ak kontwòl kontaminasyon solid anpeche rediksyon lò. Eksklizyon limyè ralanti rediksyon fotochimik. Netwayaj peryodik ak dlo regia dilye (10%) retire depo men mande pou prekosyon sekirite. Yon sifas poli diminye adezyon lò.