Loại cốc thủy tinh nào được sử dụng rộng rãi nhất để xử lý điện phân?

Loại cốc thủy tinh nào được sử dụng rộng rãi nhất để xử lý điện phân?

1. Tổng quan về xử lý điện phân bình thủy điện

1.1 Định nghĩa về xử lý điện phân
Xử lý điện phân cốc thủy tinh là một quá trình xử lý bề mặt lớp lót bên trong của cốc thủy tinh theo nguyên lý điện phân. Trong quá trình điện phân, lớp lót bên trong của cốc thủy tinh được đặt trong chất điện phân cụ thể làm cực dương. Thông qua tác động của dòng điện, phản ứng oxy hóa xảy ra trên bề mặt của lớp lót bên trong để tạo thành một lớp màng oxit dày đặc. Lớp màng oxit này có thể cải thiện hiệu quả khả năng chống ăn mòn, chống mài mòn và tính thẩm mỹ của cốc thủy tinh. Ví dụ, độ cứng bề mặt của lớp lót bên trong cốc thủy tinh bằng thép không gỉ đã được xử lý điện phân có thể tăng khoảng 30% và khả năng chống ăn mòn có thể tăng hơn 50%, giúp kéo dài đáng kể tuổi thọ của cốc thủy tinh.

1.2 Mục đích của xử lý điện phân
Mục đích chính của quá trình xử lý điện phân bình giữ nhiệt bao gồm:
Cải thiện khả năng chống ăn mòn: Lớp lót bên trong củacốc thủy tinhsẽ tiếp xúc với nhiều loại chất lỏng trong quá trình sử dụng hàng ngày, chẳng hạn như đồ uống có tính axit, trà, v.v. và dễ bị ăn mòn. Lớp màng oxit hình thành do xử lý điện phân có thể ngăn chặn hiệu quả sự tiếp xúc giữa môi trường ăn mòn và lớp lót bên trong, cải thiện đáng kể khả năng chống ăn mòn của cốc thủy tinh. Các thí nghiệm cho thấy tuổi thọ của cốc thủy tinh được xử lý bằng điện phân có thể kéo dài hơn 3 lần trong môi trường đồ uống có tính axit mô phỏng.
Tăng cường khả năng chống mài mòn: Lớp lót bên trong của bình giữ nhiệt sẽ thường xuyên bị cọ xát trong quá trình sử dụng, chẳng hạn như vệ sinh và khuấy. Màng oxit sau khi điện phân có độ cứng và khả năng chống mài mòn cao, có thể chống lại hiệu quả các hư hỏng do ma sát và giữ cho bề mặt của lớp lót luôn mịn màng và sạch sẽ. Độ nhám bề mặt của lớp lót bình giữ nhiệt được xử lý bằng điện phân có thể giảm khoảng 40% và khả năng chống mài mòn được cải thiện 60%.
Cải thiện tính thẩm mỹ: Điện phân có thể làm cho bề mặt của lớp lót cốc giữ nhiệt tạo thành màu sắc và độ bóng đồng đều, cải thiện chất lượng hình thức của sản phẩm. Ngoài ra, bằng cách điều chỉnh các thông số quy trình điện phân, có thể đạt được các hiệu ứng màu sắc và kết cấu khác nhau để đáp ứng nhu cầu cá nhân của người tiêu dùng. Ví dụ, một số cốc giữ nhiệt cao cấp có thể có độ bóng như gương thông qua xử lý điện phân, giúp cải thiện chất lượng và khả năng cạnh tranh trên thị trường của sản phẩm.
Cải thiện hiệu suất cách nhiệt: Màng oxit sau khi điện phân có thể làm giảm sự truyền nhiệt và cải thiện hơn nữa hiệu quả cách nhiệt của cốc thủy tinh. Dữ liệu thực nghiệm cho thấy thời gian cách nhiệt của cốc thủy tinh điện phân có thể kéo dài khoảng 15% trong cùng điều kiện.

2. Quá trình xử lý điện phân

2.1 Chuẩn bị sơ bộ
Công tác chuẩn bị sơ bộ cho quá trình điện phân xử lý cốc thủy tinh là bước quan trọng để đảm bảo quá trình diễn ra suôn sẻ và chất lượng sản phẩm cuối cùng. Đầu tiên, lớp lót bên trong của cốc thủy tinh cần được vệ sinh nghiêm ngặt để loại bỏ dầu, bụi và tạp chất trên bề mặt nhằm đảm bảo chất điện phân và bề mặt của lớp lót tiếp xúc tốt trong quá trình điện phân. Thiết bị làm sạch siêu âm thường được sử dụng để đặt lớp lót bên trong của cốc thủy tinh vào dung dịch làm sạch. Thông qua sự rung động tần số cao của sóng siêu âm, một số lượng lớn các bong bóng nhỏ được tạo ra trong dung dịch làm sạch. Lực tác động do các bong bóng này tạo ra khi chúng vỡ ra có thể loại bỏ hiệu quả bụi bẩn trên bề mặt của lớp lót. Các thí nghiệm cho thấy độ sạch bề mặt của lớp lót bên trong của cốc thủy tinh sau khi làm sạch siêu âm có thể đạt hơn 98%, tạo nền tảng tốt cho quá trình xử lý điện phân tiếp theo.
Thứ hai, chất điện phân cần được chuẩn bị và điều chỉnh. Thành phần và nồng độ của chất điện phân đóng vai trò quyết định trong hiệu quả của quá trình xử lý điện phân. Các chất điện phân thường dùng chủ yếu bao gồm các chất hóa học như natri hydroxit và trinatri photphat, và nồng độ của chúng cần được định lượng chính xác theo vật liệu của lớp lót bên trong của cốc thủy tinh và độ dày màng oxit cần thiết. Ví dụ, đối với lớp lót bên trong của cốc thủy tinh bằng thép không gỉ, khi nồng độ natri hydroxit trong chất điện phân là 100-150 g/L và nồng độ trinatri photphat là 20-30 g/L, có thể đạt được hiệu quả xử lý điện phân lý tưởng. Ngoài ra, nhiệt độ của chất điện phân cũng cần được kiểm soát trong một phạm vi nhất định, thường là 30-50°C, để đảm bảo tính ổn định của phản ứng điện phân.
Cuối cùng, thiết bị điện phân cần được kiểm tra và gỡ lỗi để đảm bảo thiết bị hoạt động bình thường. Thiết bị điện phân chủ yếu bao gồm các cell điện phân, nguồn điện DC, điện cực và các thành phần khác. Trước khi sử dụng, cell điện phân cần được vệ sinh và kiểm tra để đảm bảo không bị hư hỏng và tạp chất; nguồn điện DC cần được hiệu chuẩn để đảm bảo dòng điện và điện áp đầu ra ổn định; điện cực cần được vệ sinh và lắp đặt để đảm bảo tiếp xúc tốt giữa các điện cực và lớp lót bên trong của cốc thủy tinh. Chất lượng và hiệu quả của quá trình xử lý điện phân chỉ có thể được đảm bảo khi thiết bị hoạt động bình thường.
2.2 Quá trình điện phân
Quá trình điện phân là mắt xích cốt lõi của quá trình xử lý điện phân của cốc thủy tinh. Bề mặt của lớp lót bên trong trải qua phản ứng oxy hóa thông qua tác động của dòng điện để tạo thành một lớp màng oxit dày đặc. Trong quá trình điện phân, lớp lót bên trong của cốc thủy tinh được đặt trong chất điện phân đã chuẩn bị làm cực dương và một mật độ dòng điện nhất định được cung cấp bởi nguồn điện DC để gây ra phản ứng oxy hóa anot trên bề mặt của lớp lót bên trong. Mật độ dòng điện ảnh hưởng trực tiếp đến tốc độ tăng trưởng và chất lượng của lớp màng oxit, thường được kiểm soát ở mức 1-5 A/dm². Ví dụ, khi mật độ dòng điện là 3 A/dm², tốc độ tăng trưởng của lớp màng oxit ở mức vừa phải, lớp màng đồng đều và dày đặc, độ dày của nó có thể đạt 5-10 μm, có thể cải thiện hiệu quả khả năng chống ăn mòn và chống mài mòn của cốc thủy tinh.
Thời gian điện phân cũng là một thông số quy trình quan trọng, quyết định độ dày và hiệu suất của màng oxit. Nhìn chung, thời gian điện phân càng dài thì màng oxit càng dày, nhưng thời gian điện phân quá dài sẽ dẫn đến sự phát triển quá mức của màng oxit, ảnh hưởng đến độ bám dính và tính đồng nhất của nó. Các thí nghiệm cho thấy đối với lớp lót bên trong của cốc thủy tinh bằng thép không gỉ, có thể thu được màng oxit có hiệu suất tuyệt vời khi thời gian điện phân là 30-60 phút. Trong quá trình điện phân, nhiệt độ và quá trình khuấy của chất điện phân cũng cần được kiểm soát. Nhiệt độ của chất điện phân nên được duy trì ở mức 30-50℃ và chất điện phân nên được phân phối đều bằng cách khuấy để tránh nồng độ cục bộ quá mức hoặc thấp, do đó đảm bảo sự phát triển đồng đều của màng oxit.
Ngoài ra, sự thay đổi điện áp trong quá trình điện phân cũng cần được chú ý. Khi lớp màng oxit dần phát triển, điện trở của chất điện phân sẽ tăng lên, dẫn đến điện áp tăng. Để đảm bảo mật độ dòng điện ổn định, cần điều chỉnh điện áp đầu ra của nguồn điện DC kịp thời theo sự thay đổi điện áp để đảm bảo quá trình điện phân diễn ra suôn sẻ. Bằng cách kiểm soát chính xác các thông số quy trình khác nhau trong quá trình điện phân, các đặc tính bề mặt của lớp lót bình giữ nhiệt có thể được cải thiện hiệu quả để đáp ứng các tiêu chuẩn chất lượng mong đợi.
2.3 Xử lý tiếp theo
Xử lý tiếp theo là bước cuối cùng của quá trình xử lý điện phân bình giữ nhiệt, chủ yếu bao gồm xử lý niêm phong màng oxit và làm sạch và sấy khô bề mặt. Xử lý niêm phong màng oxit là để cải thiện khả năng chống ăn mòn và chống mài mòn của màng oxit và ngăn màng oxit bị ăn mòn hoặc mòn trong quá trình sử dụng. Các phương pháp niêm phong thường được sử dụng bao gồm niêm phong nước nóng và niêm phong hóa học. Niêm phong nước nóng là ngâm lớp lót bình giữ nhiệt đã qua xử lý điện phân trong nước nóng 90-100℃ trong 5-10 phút, để các lỗ rỗng trong màng oxit trải qua phản ứng thủy phân, hình thành các oxit dày đặc để lấp đầy các lỗ rỗng, do đó cải thiện khả năng chống ăn mòn của màng oxit. Niêm phong hóa học là để cải thiện hơn nữa khả năng chống mài mòn và chống ăn mòn của màng oxit bằng cách phủ một lớp chất bịt kín hóa học, chẳng hạn như dung dịch silicat, trên bề mặt của màng oxit. Các thí nghiệm cho thấy khả năng chống ăn mòn của màng oxit sau khi niêm phong nước nóng hoặc niêm phong hóa học có thể được cải thiện hơn 30% và khả năng chống mài mòn có thể được cải thiện hơn 20%.
Vệ sinh và sấy khô bề mặt là để loại bỏ chất điện phân và tạp chất còn sót lại trên bề mặt của lớp lót phích nước để tránh chúng ảnh hưởng đến việc sử dụng phích nước bình thường. Sau khi xử lý niêm phong, lớp lót phích nước cần được vệ sinh, thường là kết hợp rửa bằng nước sạch và làm sạch bằng sóng siêu âm để đảm bảo độ sạch bề mặt đạt trên 95%. Lớp lót phích nước đã làm sạch cần được sấy khô, thường là bằng cách sấy khí nóng hoặc sấy tự nhiên. Nhiệt độ sấy khí nóng nên được kiểm soát ở mức 60-80℃ trong 10-15 phút để đảm bảo bề mặt lớp lót bên trong khô. Sau khi xử lý tiếp theo, lớp lót bên trong của cốc giữ nhiệt có bề mặt nhẵn và màu sắc đồng đều, chống ăn mòn tốt, chống mài mòn và thẩm mỹ, đáp ứng các yêu cầu về chất lượng của sản phẩm và có thể được sử dụng cho các quy trình lắp ráp và đóng gói tiếp theo.

3. Nguyên lý xử lý điện phân

3.1 Nguyên lý anot hóa
Cốt lõi của quá trình xử lý điện phân của bình thủy điện nằm ở quá trình anot hóa. Trong quá trình điện phân, lớp lót bên trong của bình thủy điện được đặt trong chất điện phân làm anot, và dòng điện được đưa qua nguồn điện DC để gây ra phản ứng oxy hóa trên bề mặt của lớp lót bên trong. Phản ứng cụ thể như sau:
Khi dòng điện chạy qua chất điện phân, các nguyên tử kim loại trên bề mặt của lớp lót bên trong mất electron, tạo thành các ion kim loại đi vào chất điện phân và một lớp màng oxit được hình thành trên bề mặt của lớp lót bên trong. Lấy thép không gỉ làm ví dụ. Thành phần chính của nó là sắt (Fe). Trong quá trình điện phân, các nguyên tử sắt trải qua phản ứng oxy hóa ở anot:
Fe→Fe 2++2e −
Các ion sắt được tạo ra sẽ đi vào chất điện phân và tạo thành một lớp màng oxit sắt (Fe₂O₃) trên bề mặt của lớp lót.
Màng oxit có cấu trúc xốp. Khi thời gian điện phân tăng lên, màng oxit dần dày lên, các lỗ chân lông dần nhỏ lại và cuối cùng khép lại, tạo thành màng oxit dày đặc. Màng oxit này có thể ngăn chặn hiệu quả sự tiếp xúc giữa môi trường ăn mòn và ma trận lót, cải thiện khả năng chống ăn mòn của cốc thủy tinh. Các thí nghiệm cho thấy khả năng chống ăn mòn của lớp lót cốc thủy tinh được xử lý bằng phương pháp anot hóa có thể được cải thiện hơn 50%.
Độ dày và chất lượng của màng oxit bị ảnh hưởng bởi các yếu tố như mật độ dòng điện, thời gian điện phân, thành phần chất điện phân và nhiệt độ. Mật độ dòng điện càng cao, màng oxit phát triển càng nhanh, nhưng mật độ dòng điện quá cao có thể dẫn đến sự phát triển không đều của màng oxit; thời gian điện phân càng dài, màng oxit càng dày, nhưng thời gian điện phân quá dài sẽ khiến màng oxit phát triển quá mức, ảnh hưởng đến độ bám dính của màng. Bằng cách kiểm soát chính xác các thông số này, hiệu suất của màng oxit có thể được tối ưu hóa.
3.2 Vai trò của chất điện phân
Chất điện phân đóng vai trò quan trọng trong quá trình điện phân của bình thủy điện. Nó không chỉ đóng vai trò là môi trường dẫn điện mà còn tham gia vào quá trình hình thành lớp màng oxit.
Độ dẫn điện: Các chất điện phân trong chất điện phân (như natri hiđroxit, trinatri photphat, v.v.) có thể phân ly thành các ion. Dưới tác động của một trường điện bên ngoài, các ion này di chuyển trong chất điện phân để tạo thành dòng điện, cho phép phản ứng điện phân diễn ra. Ví dụ, natri hiđroxit phân ly thành các ion Na⁺ và OH⁻ trong nước, và sự di chuyển của các ion này tạo ra đường dẫn cho sự dẫn điện.
Hình thành màng oxit: Các thành phần trong chất điện phân có thể phản ứng với các ion kim loại trên bề mặt của lớp lót để thúc đẩy sự hình thành màng oxit. Lấy natri hydroxit làm ví dụ, nó có thể cung cấp các ion OH⁻ trong quá trình điện phân, phản ứng với các ion kim loại để tạo thành oxit kim loại và tạo thành màng oxit. Đồng thời, các thành phần như trinatri phosphat có thể ổn định giá trị pH của chất điện phân, ngăn ngừa sự hòa tan quá mức của màng oxit và đảm bảo chất lượng của màng oxit.
Điều chỉnh nhiệt độ: Nhiệt độ của chất điện phân có ảnh hưởng đáng kể đến tốc độ phản ứng điện phân và hiệu suất của màng oxit. Nhiệt độ của chất điện phân thường được kiểm soát ở mức 30-50°C. Trong phạm vi nhiệt độ này, phản ứng điện phân có thể diễn ra ổn định, tốc độ phát triển của màng oxit ở mức vừa phải và lớp màng đồng đều và dày đặc. Nếu nhiệt độ quá cao, phản ứng điện phân diễn ra quá nhanh, có thể dẫn đến sự phát triển không đều của màng oxit; nếu nhiệt độ quá thấp, tốc độ phản ứng điện phân sẽ giảm, ảnh hưởng đến hiệu quả sản xuất.
Loại bỏ tạp chất: Chất điện phân cũng có thể loại bỏ tạp chất còn sót lại trên bề mặt của bình chứa bên trong trong quá trình điện phân. Trong quá trình điện phân, các ion tạp chất di chuyển đến cực âm dưới tác động của trường điện và được loại bỏ, cải thiện thêm độ sạch của bề mặt bình chứa bên trong và cung cấp nền tảng tốt cho sự phát triển đồng đều của màng oxit.

4. Ưu điểm của phương pháp xử lý điện phân

4.1 Cải thiện hiệu suất cách nhiệt
Sau khi xử lý điện phân, hiệu suất cách nhiệt của cốc thủy tinh được cải thiện đáng kể. Dữ liệu thực nghiệm cho thấy thời gian cách nhiệt của cốc thủy tinh được xử lý điện phân có thể kéo dài thêm khoảng 15% trong cùng điều kiện. Điều này là do màng oxit hình thành do xử lý điện phân có thể làm giảm sự truyền nhiệt. Màng oxit có độ dẫn nhiệt thấp và có thể ngăn chặn hiệu quả sự dẫn nhiệt từ lớp lót bên trong của cốc thủy tinh ra môi trường bên ngoài, do đó kéo dài thời gian cách nhiệt. Ví dụ, khi thử nghiệm hiệu suất cách nhiệt của các cốc thủy tinh khác nhau, thời gian để nhiệt độ nước giảm xuống 50% nhiệt độ ban đầu sau khi cốc thủy tinh chưa được xử lý điện phân là 3 giờ sau khi đổ đầy nước nóng, trong khi thời gian đối với cốc thủy tinh đã qua xử lý điện phân có thể kéo dài đến khoảng 3,5 giờ. Sự cải thiện về hiệu suất cách nhiệt này giúp cốc thủy tinh duy trì tốt hơn nhiệt độ của đồ uống trong quá trình sử dụng thực tế và đáp ứng nhu cầu của người dùng.
4.2 Tăng cường khả năng chống ăn mòn
Xử lý điện phân làm tăng đáng kể khả năng chống ăn mòn của cốc thủy tinh. Lớp lót bên trong của cốc thủy tinh sẽ tiếp xúc với nhiều loại chất lỏng trong quá trình sử dụng hàng ngày, chẳng hạn như đồ uống có tính axit, trà, v.v. và dễ bị ăn mòn. Lớp màng oxit được hình thành thông qua xử lý điện phân có thể ngăn chặn hiệu quả sự tiếp xúc giữa môi trường ăn mòn và lớp lót bên trong. Các thí nghiệm cho thấy tuổi thọ của cốc thủy tinh được xử lý bằng điện phân có thể kéo dài hơn 3 lần trong môi trường đồ uống có tính axit mô phỏng. Ví dụ, một cốc thủy tinh bằng thép không gỉ được đặt trong dung dịch axit có giá trị pH là 3 để thử nghiệm khả năng chống ăn mòn. Sau khi ngâm trong 24 giờ, cốc thủy tinh không được xử lý bằng điện phân cho thấy các vết ăn mòn rõ ràng trên bề mặt, trong khi bề mặt của cốc thủy tinh được xử lý bằng điện phân về cơ bản không bị ăn mòn. Điều này là do lớp màng oxit có cấu trúc dày đặc có thể ngăn chặn sự tiếp xúc giữa các chất có tính axit và kim loại của lớp lót bên trong, do đó cải thiện hiệu quả khả năng chống ăn mòn của cốc thủy tinh và kéo dài tuổi thọ của nó.
4.3 Cải thiện tính thẩm mỹ
Xử lý điện phân cải thiện đáng kể tính thẩm mỹ của cốc thủy tinh. Nó có thể cải thiện màu sắc và độ bóng của bề mặt lớp lót bên trong của cốc thủy tinh và cải thiện chất lượng hình thức của sản phẩm. Bằng cách điều chỉnh các thông số quy trình điện phân, các hiệu ứng màu sắc và kết cấu khác nhau cũng có thể đạt được để đáp ứng nhu cầu cá nhân của người tiêu dùng. Ví dụ, một số cốc thủy tinh cao cấp có thể có độ bóng như gương thông qua xử lý điện phân, giúp cải thiện cấp độ và khả năng cạnh tranh trên thị trường của sản phẩm. Dữ liệu thực nghiệm cho thấy độ nhám bề mặt của lớp lót cốc thủy tinh được xử lý bằng điện phân có thể giảm khoảng 40% và độ cứng bề mặt có thể tăng khoảng 30%. Xử lý bề mặt này không chỉ làm cho cốc thủy tinh trông mịn màng và gọn gàng hơn mà còn thoải mái hơn khi chạm vào. Ngoài ra, cốc thủy tinh sau khi điện phân cũng có hiệu suất tốt về độ đồng đều màu sắc và độ bóng, có thể thu hút sự chú ý của người tiêu dùng tốt hơn và cải thiện sức hấp dẫn của sản phẩm trên thị trường.

5. Nhược điểm của điện phân

5.1 Chi phí cao
Chi phí xử lý điện phân bình thủy điện tương đối cao, chủ yếu thể hiện ở các khía cạnh sau:
Đầu tư thiết bị: Xử lý điện phân đòi hỏi thiết bị điện phân chuyên nghiệp, bao gồm các bình điện phân, nguồn điện một chiều, điện cực, v.v. Chi phí mua và lắp đặt các thiết bị này rất cao. Ví dụ, giá của một bộ thiết bị điện phân hoàn chỉnh thường dao động từ hàng chục nghìn đến hàng trăm nghìn nhân dân tệ, đây là khoản đầu tư ban đầu lớn đối với các nhà sản xuất phích nước nóng.
Chi phí nguyên liệu thô: Việc chuẩn bị chất điện phân đòi hỏi phải sử dụng các hóa chất cụ thể, chẳng hạn như natri hydroxit, trinatri phosphat, v.v. và giá của các nguyên liệu thô này tương đối cao. Ngoài ra, tuổi thọ của chất điện phân bị hạn chế và cần phải thay thế thường xuyên, điều này cũng làm tăng chi phí tiêu thụ nguyên liệu thô. Theo thống kê, chi phí sử dụng chất điện phân chiếm khoảng 20% ​​tổng chi phí xử lý điện phân.
Tiêu thụ năng lượng: Trong quá trình xử lý điện phân, để duy trì phản ứng điện phân, lượng điện tiêu thụ rất lớn. Đồng thời, để đảm bảo sự ổn định nhiệt độ của chất điện phân, cũng cần có thiết bị gia nhiệt, điều này làm tăng thêm mức tiêu thụ năng lượng. Dữ liệu thực nghiệm cho thấy, mức tiêu thụ điện trung bình của mỗi cốc thủy tinh được xử lý trong quá trình xử lý điện phân là khoảng 0,5-1 kWh, khiến chi phí năng lượng chiếm tỷ trọng lớn trong tổng chi phí.
Độ phức tạp của quy trình: Quy trình xử lý điện phân tương đối phức tạp, nhiều thông số như mật độ dòng điện, thời gian điện phân và nhiệt độ điện phân cần được kiểm soát chặt chẽ để đảm bảo chất lượng của màng oxit. Điều này đòi hỏi các kỹ thuật viên chuyên nghiệp phải vận hành và giám sát, làm tăng chi phí lao động. Ngoài ra, độ phức tạp của quy trình cũng dẫn đến hiệu quả sản xuất tương đối thấp, đẩy chi phí sản xuất của sản phẩm đơn vị lên cao hơn nữa.
5.2 Khó vệ sinh
Bình thủy điện sau khi xử lý điện phân rất khó vệ sinh, chủ yếu thể hiện ở các điểm sau:
Đặc điểm của màng oxit: Mặc dù màng oxit hình thành qua xử lý điện phân có khả năng chống ăn mòn và chống mài mòn tốt, nhưng nó cũng làm cho các vết bẩn và cặn bẩn khó loại bỏ hơn. Ví dụ, vết trà, vết cà phê, v.v. dễ bám vào bề mặt của màng oxit và không dễ làm sạch bằng chất tẩy rửa thông thường. Các thí nghiệm cho thấy độ bám dính của vết trà trên bề mặt của lớp lót phích nước được xử lý bằng điện phân cao hơn khoảng 40% so với bề mặt của lớp lót phích nước chưa xử lý, điều này làm tăng độ khó của việc vệ sinh.
Lựa chọn chất tẩy rửa: Do màng oxit có độ ổn định hóa học cao, các chất tẩy rửa thông thường có thể không thể loại bỏ vết bẩn hiệu quả, và việc sử dụng chất tẩy rửa có tính axit mạnh hoặc kiềm mạnh có thể làm hỏng màng oxit, ảnh hưởng đến hiệu suất và tuổi thọ của nó. Do đó, khi vệ sinh cốc thủy tinh sau khi xử lý điện phân, cần phải lựa chọn chất tẩy rửa phù hợp, làm tăng độ phức tạp và chi phí vệ sinh.
Hạn chế của phương pháp vệ sinh: Do đặc tính của màng oxit, một số phương pháp vệ sinh thông thường như chải và chà có thể không đạt được hiệu quả vệ sinh mong muốn. Ví dụ, chải có thể làm xước màng oxit, ảnh hưởng đến độ mịn và tính thẩm mỹ của bề mặt. Do đó, cần có các phương pháp vệ sinh đặc biệt như làm sạch bằng sóng siêu âm, nhưng các phương pháp này tốn kém và tương đối phức tạp khi vận hành.
Tác động của cặn: Nếu không vệ sinh kỹ lưỡng, các vết bẩn và chất tẩy rửa còn sót lại có thể ảnh hưởng xấu đến việc sử dụng và tuổi thọ của phích nước. Ví dụ, chất tẩy rửa còn sót lại có thể phản ứng hóa học với đồ uống trong phích nước, ảnh hưởng đến hương vị và độ an toàn của đồ uống; các vết bẩn còn sót lại có thể sinh sôi vi khuẩn và ảnh hưởng đến vệ sinh của phích nước. Do đó, việc vệ sinh phích nước sau khi xử lý điện phân đòi hỏi sự cẩn thận và tỉ mỉ hơn để đảm bảo hiệu quả vệ sinh và an toàn cho sản phẩm.

6. So sánh giữa phương pháp điện phân và phương pháp đánh bóng tinh khiết

6.1 So sánh đặc điểm bề mặt
Có sự khác biệt đáng kể về đặc tính bề mặt của lớp lót nhiệt giữa phương pháp xử lý điện phân và phương pháp đánh bóng nguyên chất.

Độ cứng bề mặt: Độ cứng bề mặt của lớp lót nhiệt sau khi xử lý điện phân có thể tăng khoảng 30%, trong khi quá trình đánh bóng tinh khiết chủ yếu loại bỏ bề mặt không bằng phẳng bằng phương pháp vật lý. Mặc dù có thể làm cho bề mặt nhẵn mịn, nhưng không thể cải thiện đáng kể độ cứng. Dữ liệu thực nghiệm cho thấy độ cứng bề mặt của lớp lót nhiệt sau khi xử lý điện phân có thể đạt tới độ cứng khoảng Mohs 6, trong khi độ cứng bề mặt của lớp lót sau khi đánh bóng tinh khiết thường là khoảng Mohs 5.
Chống mài mòn: Lớp màng oxit được hình thành qua xử lý điện phân có khả năng chống mài mòn cao và có thể chống lại hiệu quả hư hỏng do ma sát, khả năng chống mài mòn được cải thiện 60%. Ngược lại, mặc dù bề mặt sau khi đánh bóng tinh khiết rất mịn, nhưng lại thiếu lớp bảo vệ chống mài mòn. Trong quá trình sử dụng và vệ sinh thường xuyên, bề mặt dễ bị trầy xước và mài mòn. Ví dụ, trong thử nghiệm mài mòn mô phỏng các tình huống sử dụng hàng ngày, độ mài mòn bề mặt của lớp lót phích nước được xử lý bằng điện phân chỉ bằng 30% so với lớp lót phích nước được đánh bóng tinh khiết sau 1.000 lần ma sát.
Khả năng chống ăn mòn: Xử lý điện phân cải thiện đáng kể khả năng chống ăn mòn của phích nước nóng bằng cách hình thành lớp màng oxit dày đặc và khả năng chống ăn mòn được cải thiện hơn 50%. Tuổi thọ có thể được kéo dài hơn 3 lần trong môi trường đồ uống có tính axit mô phỏng. Quy trình đánh bóng tinh khiết chỉ cải thiện độ hoàn thiện bề mặt bằng các phương pháp vật lý và không thể ngăn chặn hiệu quả sự tiếp xúc giữa môi trường ăn mòn và ma trận lót, và khả năng chống ăn mòn tương đối kém. Các thí nghiệm cho thấy sau khi phích nước nóng được đánh bóng tinh khiết được ngâm trong dung dịch axit có giá trị pH là 3 trong 24 giờ, mức độ ăn mòn bề mặt cao hơn 5 lần so với phích nước nóng điện phân.
Thẩm mỹ: Xử lý điện phân không chỉ có thể làm cho bề mặt của lớp lót nhiệt tạo thành màu sắc và độ bóng đồng đều mà còn đạt được các màu sắc và hiệu ứng kết cấu khác nhau bằng cách điều chỉnh các thông số quy trình để đáp ứng nhu cầu cá nhân. Quy trình đánh bóng tinh khiết chủ yếu làm cho bề mặt nhẵn và phẳng, và hiệu ứng màu sắc và kết cấu tương đối đơn lẻ, và nó không thể cung cấp nhiều tùy chọn về ngoại hình như xử lý điện phân.
6.2 So sánh chi phí
Xét về chi phí, phương pháp xử lý điện phân và đánh bóng tinh khiết có những đặc điểm riêng.
Chi phí thiết bị: Xử lý điện phân đòi hỏi thiết bị điện phân chuyên nghiệp, bao gồm các cell điện phân, nguồn điện DC, điện cực, v.v. Chi phí mua và lắp đặt thiết bị cao. Giá của một bộ thiết bị điện phân hoàn chỉnh thường dao động từ hàng chục nghìn đến hàng trăm nghìn nhân dân tệ. Thiết bị cần thiết cho quá trình đánh bóng thuần túy tương đối đơn giản, chủ yếu là máy đánh bóng, v.v. và chi phí thiết bị tương đối thấp, thường từ hàng nghìn đến hàng chục nghìn nhân dân tệ.
Chi phí nguyên liệu: Xử lý điện phân đòi hỏi phải sử dụng chất điện phân cụ thể, chẳng hạn như natri hydroxit, trinatri phosphat, v.v. Giá nguyên liệu tương đối cao và chất điện phân có tuổi thọ hạn chế và cần phải thay thế thường xuyên. Chi phí sử dụng chiếm khoảng 20% ​​tổng chi phí xử lý điện phân. Quá trình đánh bóng tinh khiết chủ yếu sử dụng chất đánh bóng và chất mài mòn, v.v., chi phí nguyên liệu tương đối thấp và mức tiêu thụ tương đối nhỏ.
Tiêu thụ năng lượng: Cần một lượng điện lớn để duy trì phản ứng điện phân trong quá trình xử lý điện phân, và thiết bị gia nhiệt được sử dụng để duy trì nhiệt độ chất điện phân. Mức tiêu thụ điện trung bình của mỗi cốc thủy tinh là khoảng 0,5-1 kWh. Quá trình đánh bóng tinh khiết chủ yếu tiêu thụ năng lượng cơ học, và mức tiêu thụ năng lượng tương đối nhỏ. Mức tiêu thụ điện của mỗi cốc thủy tinh là khoảng 0,1-0,3 kWh.
Chi phí nhân công: Quá trình xử lý điện phân phức tạp, đòi hỏi kỹ thuật viên chuyên nghiệp vận hành và giám sát, chi phí nhân công cao. Quá trình đánh bóng tinh khiết tương đối đơn giản, người vận hành có thể đảm nhiệm công việc sau khi được đào tạo đơn giản, chi phí nhân công thấp.
Chi phí toàn diện: Mặc dù chi phí thiết bị, chi phí nguyên liệu thô và mức tiêu thụ năng lượng của quá trình xử lý điện phân cao, nhưng vì nó có thể cải thiện đáng kể hiệu suất và tuổi thọ của cốc thủy tinh, về lâu dài, chi phí toàn diện cho mỗi sản phẩm có thể tương đương với quy trình đánh bóng tinh khiết và thậm chí còn tiết kiệm chi phí hơn ở thị trường cao cấp. Ví dụ, đối với các thương hiệu cốc thủy tinh cao cấp, giá bán của cốc thủy tinh xử lý điện phân có thể tăng 20% ​​-30% do hiệu suất được cải thiện, bù đắp cho chi phí sản xuất cao hơn ở một mức độ nhất định.
6.3 So sánh các tình huống áp dụng
Quá trình xử lý điện phân và đánh bóng tinh khiết có những ưu điểm riêng trong những trường hợp áp dụng.
Thị trường cao cấp: Xử lý điện phân phù hợp hơn với thị trường phích nước cao cấp vì nó có thể cải thiện đáng kể khả năng chống ăn mòn, chống mài mòn và tính thẩm mỹ của cốc thủy tinh. Những cốc thủy tinh này thường có yêu cầu cao về chất lượng và hiệu suất, và người tiêu dùng sẵn sàng trả giá cao hơn để có hiệu suất sản phẩm tốt hơn. Ví dụ, một số thương hiệu phích nước ngoài trời cao cấp, sau khi xử lý điện phân, không chỉ có khả năng chống ăn mòn và chống mài mòn tốt hơn mà còn có thể duy trì hiệu suất tốt trong môi trường khắc nghiệt, đáp ứng nhu cầu của những người đam mê ngoài trời.
Thị trường thông thường: Quy trình đánh bóng tinh khiết phù hợp hơn với thị trường phích nước thông thường do chi phí thấp. Những chiếc cốc giữ nhiệt này có yêu cầu về hiệu suất tương đối thấp và chủ yếu đáp ứng nhu cầu cách nhiệt và sử dụng cơ bản. Quy trình đánh bóng tinh khiết có thể cung cấp bề mặt nhẵn với chi phí thấp hơn để đáp ứng nhu cầu của người tiêu dùng thông thường. Ví dụ, trong một số cốc giữ nhiệt thông thường được bán trong siêu thị, quy trình đánh bóng tinh khiết được sử dụng rộng rãi, giá của nó tương đối thấp và thị phần của nó cao.
Công dụng đặc biệt: Lớp màng oxit hình thành do xử lý điện phân có thể cung cấp khả năng bảo vệ bổ sung, giúp nó có lợi hơn trong một số cốc thủy tinh chuyên dụng. Ví dụ, trong các ứng dụng y tế và phòng thí nghiệm, nơi vệ sinh và khả năng chống ăn mòn cao, cốc thủy tinh được xử lý điện phân có thể ngăn ngừa vi khuẩn phát triển và ăn mòn hóa học tốt hơn. Tuy nhiên, việc áp dụng công nghệ đánh bóng tinh khiết trong các tình huống đặc biệt này tương đối hạn chế và không thể cung cấp khả năng bảo vệ đầy đủ.

7. Ứng dụng thị trường và nhận thức của người tiêu dùng

7.1 Sự chấp nhận của thị trường
Việc chấp nhận công nghệ xử lý điện phân chocốc thủy tinhtrên thị trường đã tăng dần, chủ yếu thể hiện ở các khía cạnh sau:
Tăng trưởng ở thị trường cao cấp: Khi nhu cầu của người tiêu dùng về chất lượng và hiệu suất của cốc thủy tinh tăng lên, thị phần cốc thủy tinh xử lý điện phân ở thị trường cao cấp tiếp tục tăng. Dữ liệu cho thấy trong ba năm qua, thị phần cốc thủy tinh xử lý điện phân cao cấp đã tăng từ 15% lên 30%, với tốc độ tăng trưởng trung bình hàng năm là hơn 20%. Ví dụ, một số thương hiệu ngoài trời cao cấp và thương hiệu cốc thủy tinh cao cấp đã áp dụng công nghệ xử lý điện phân để đáp ứng nhu cầu về độ bền và tính thẩm mỹ của người tiêu dùng.
Thâm nhập thị trường trung cấp và thấp cấp: Công nghệ xử lý điện phân cũng đã bắt đầu thâm nhập thị trường trung cấp và thấp cấp. Mặc dù thị trường trung cấp và thấp cấp nhạy cảm hơn với chi phí, nhưng với sự trưởng thành của công nghệ và việc giảm chi phí, ngày càng nhiều thương hiệu phích nước trung cấp và thấp cấp bắt đầu thử nghiệm xử lý điện phân. Hiện tại, tỷ lệ phích nước xử lý điện phân ở thị trường trung cấp và thấp cấp đã đạt 10% và đang có xu hướng tăng theo từng năm.
Mở rộng kịch bản ứng dụng: Các kịch bản ứng dụng của phích nước được xử lý điện phân không ngừng mở rộng, từ đồ uống hàng ngày truyền thống và các môn thể thao ngoài trời đến y tế, phòng thí nghiệm, dịch vụ ăn uống và các ngành công nghiệp khác. Trong lĩnh vực y tế, khả năng chống ăn mòn và tính chất kháng khuẩn của phích nước được xử lý điện phân khiến nó trở thành vật chứa lý tưởng; trong ngành dịch vụ ăn uống, tính thẩm mỹ và độ bền của nó được các thương gia ưa chuộng. Dữ liệu cho thấy ứng dụng của phích nước được xử lý điện phân trong ngành y tế và dịch vụ ăn uống lần lượt chiếm 15% và 20% và vẫn đang tăng lên.
Sự hài lòng của người tiêu dùng cao: Người tiêu dùng thường hài lòng với phích nước được xử lý điện phân. Theo nghiên cứu thị trường, hơn 80% người tiêu dùng tin rằng hiệu suất cách nhiệt, khả năng chống ăn mòn và tính thẩm mỹ của phích nước được xử lý điện phân tốt hơn phích nước thông thường. Ngoài ra, người tiêu dùng cũng đánh giá cao tuổi thọ và tính an toàn của sản phẩm, điều này càng thúc đẩy sự chấp nhận của thị trường đối với phích nước được xử lý điện phân.
7.2 Người tiêu dùng hiểu sai về xử lý điện phân
Mặc dù công nghệ xử lý điện phân đang dần được thị trường chấp nhận nhưng vẫn còn một số hiểu lầm về xử lý điện phân ở người tiêu dùng:
Hiểu lầm 1: Xử lý điện phân sẽ giải phóng các chất có hại: Một số người tiêu dùng cho rằng các chất có hại có thể vẫn còn trên bề mặt của lớp lót bên trong của cốc thủy tinh trong quá trình xử lý điện phân, do đó ảnh hưởng đến sự an toàn của đồ uống. Tuy nhiên, các nghiên cứu đã chỉ ra rằng lớp màng oxit hình thành do xử lý điện phân có tính ổn định về mặt hóa học và sẽ không giải phóng các chất có hại. Dữ liệu thực nghiệm cho thấy lượng kim loại nặng hòa tan trên bề mặt của lớp lót bên trong của cốc thủy tinh đã xử lý điện phân trong các tình huống sử dụng hàng ngày mô phỏng thấp hơn nhiều so với tiêu chuẩn quốc gia, đáp ứng đầy đủ các yêu cầu về an toàn thực phẩm.
Hiểu lầm 2: Xử lý điện phân chỉ là trang trí bề mặt: Một số người tiêu dùng cho rằng xử lý điện phân chỉ để cải thiện vẻ ngoài của cốc thủy tinh mà bỏ qua khả năng chống ăn mòn và chống mài mòn đáng kể của nó. Trên thực tế, xử lý điện phân không chỉ có thể làm cho bề mặt của cốc thủy tinh có màu sắc và độ bóng đồng đều mà còn cải thiện đáng kể khả năng chống ăn mòn và chống mài mòn. Các thí nghiệm cho thấy tuổi thọ của cốc thủy tinh được xử lý điện phân trong môi trường đồ uống có tính axit mô phỏng có thể kéo dài hơn 3 lần và khả năng chống mài mòn được cải thiện 60%.
Hiểu lầm 3: Giá của phích nước xử lý điện phân quá cao: Một số người tiêu dùng cho rằng giá của phích nước xử lý điện phân quá cao và vượt quá ngân sách của họ. Mặc dù chi phí sản xuất phích nước xử lý điện phân tương đối cao, nhưng hiệu suất được cải thiện và tuổi thọ kéo dài khiến nó có hiệu quả về mặt chi phí cao. Về lâu dài, người tiêu dùng có thể tiết kiệm chi phí thay thế phích nước trong quá trình sử dụng. Ngoài ra, với sự trưởng thành của công nghệ và việc giảm chi phí, giá của phích nước xử lý điện phân cũng đang dần giảm xuống, khiến nó trở nên cạnh tranh hơn trên thị trường.
Hiểu lầm 4: Bình thủy điện được xử lý điện phân khó vệ sinh: Một số người tiêu dùng cho rằng bình thủy điện được xử lý điện phân khó vệ sinh và lo lắng rằng vết bẩn khó loại bỏ. Mặc dù lớp màng oxit hình thành do xử lý điện phân có độ ổn định hóa học cao, nhưng bằng cách chọn chất tẩy rửa và phương pháp vệ sinh phù hợp, chẳng hạn như làm sạch bằng sóng siêu âm, vết bẩn có thể được loại bỏ hiệu quả mà không làm hỏng lớp màng oxit. Dữ liệu thực nghiệm cho thấy hiệu quả làm sạch của bình thủy điện được vệ sinh đúng cách tương đương với bình thủy thông thường, độ mịn và tính thẩm mỹ của bề mặt được duy trì tốt hơn.