1. Przygotowanie powlekania
W celu ułatwienia późniejszego testu elektrochemicznego wybierana jest 30 mm × 4 mm 304 stali nierdzewnej jako podstawę. Polerowaj i usuń resztkową warstwę tlenku i plamy rdzy na powierzchni podłoża papieru ściernym, włóż je do zlewki zawierającej aceton, obrób plamę na powierzchni podłoża za pomocą ultradźwiękowej czystki BG-06C Ultrasonic Company Bangjie Electronics Company Rządki zużycia na powierzchni metalowego podłoża z alkoholem i wodą destylowaną i wysusz je dmuchawą. Następnie przygotowano tlen tlenku (AL2O3), grafen i hybrydową nanorurkę węglową (MWNT-COOHSDBS) (100: 0: 0, 99,8: 0,2: 0, 99,8: 0: 0,2, 99,6: 0,2: 0,2) i włożył się do Młyn piłkarski (QM-3SP2 z Nanjing Nanda Instrument Factory) do frezowania i mieszania piłek. Obracająca się prędkość młyna piłkarskiego ustawiono na 220 r / min, a młyn piłki został zwrócony
Po mieleniu kulki ustaw prędkość obrotu zbiornika frezowania kulki na naprzemiennie 1/2 po zakończeniu frezowania kulki, i ustaw prędkość obrotu zbiornika frezowania kulki na naprzemiennie 1/2 po zakończeniu frezowania kulki. Kuła zmielona agregat ceramiczny i spoiwo są równomiernie mieszane zgodnie z frakcją masową 1,0 ∶ 0,8. Wreszcie, klejka ceramiczna uzyskano w procesie utwardzania.
2. Test korozji
W niniejszym badaniu test korozji elektrochemicznej przyjmuje elektrochemiczną stacji roboczej Shanghai Chenhua CHI660E, a test przyjmuje system testu trzech elektrod. Elektrodę platynową jest elektrodą pomocniczą, srebrna elektroda chlorkowa jest elektrodą odniesienia, a próbka powlekana jest elektrodą roboczą o efektywnej powierzchni ekspozycji 1 cm2. Podłącz elektrodę odniesienia, elektrodę roboczą i elektrodę pomocniczą w ogniwie elektrolitycznym z instrumentem, jak pokazano na rysunkach 1 i 2. Przed testem zanurz próbkę w elektrolicie, czyli 3,5% roztworu NaCl.
3. Analiza Tafel elektrokemicznej korozji powłok
Ryc. 3 pokazuje krzywą tafla niepowlekanego podłoża i powłoki ceramicznej powlekanej różnymi dodatkami nano po korozji elektrochemicznej przez 19H. Napięcie korozji, gęstość prądu korozji i dane testu impedancji elektrycznej uzyskane z testu korozji elektrochemicznej pokazano w tabeli 1.
Składać
Gdy gęstość prądu korozji jest mniejsza, a wydajność odporności na korozję jest wyższa, efekt odporności na korozję powłoki jest lepszy. Z ryc. 3 i tabeli 1 widać, że gdy czas korozji wynosi 19H, maksymalne napięcie korozji gołej macierzy metalowej wynosi -0,680 V, a gęstość prądu korozji macierzy jest również największa, osiągając 2,890 × 10-6 a /cm2。 Po powleczeniu czystą powłoką ceramiczną glinu gęstość prądu korozji spadła do 78%, a PE wynosiła 22,01%. Pokazuje, że powłoka ceramiczna odgrywa lepszą rolę ochronną i może poprawić odporność na korozję powłoki w neutralnym elektrolicie.
Gdy do powłoki dodano 0,2% MWNT-COOH-SDB lub 0,2% grafenu, gęstość prądu korozji zmniejszyła się, oporność wzrosła, a odporność na korozję powłoki uległa dalszej poprawie, przy PE odpowiednio 38,48% i 40,10%. Gdy powierzchnia jest powleczona 0,2% MWNT-COOH-SDB i 0,2% grafen mieszana glinu, prąd korozji jest dalej zmniejszany z 2,890 × 10-6 A / cm2 do 1,536 × 10-6 a / cm2, maksymalny oporność Wartość, wzrosła z 11388 Ω do 28079 Ω, a PE powłoki może osiągnąć 46,85%. Pokazuje, że przygotowany produkt docelowy ma dobrą odporność na korozję, a synergistyczne działanie nanorurek węglowych i grafenu może skutecznie poprawić odporność na korozję powłoki ceramicznej.
4. Wpływ czasu namoczenia na impedancję powlekania
W celu dalszego zbadania odporności na korozję powłoki, biorąc pod uwagę wpływ czasu zanurzenia próbki w elektrolicie na teście, uzyskuje się krzywe zmiany oporności czterech powłok w różnym czasie zanurzenia, jak pokazano na rysunku 4.
Składać
Na początkowym etapie zanurzenia (10 godzin), ze względu na dobrą gęstość i strukturę powłoki, elektrolit jest trudny do zanurzenia w powładzie. W tym czasie powłoka ceramiczna wykazuje wysoki opór. Po namoczeniu przez pewien czas oporność znacznie się zmniejsza, ponieważ wraz z upływem czasu elektrolit stopniowo tworzy kanał korozji przez pory i pęknięcia w powładzie i wnika do matrycy, co powoduje znaczny spadek oporności odporności powłoka.
W drugim etapie, gdy produkty korozji rosną do określonej ilości, dyfuzja jest blokowana, a szczelina jest stopniowo blokowana. W tym samym czasie, gdy elektrolit wnika do interfejsu wiązania warstwy / matrycy dolnej wiązania, cząsteczki wody zareagują z elementem Fe w matrycy na połączeniu powłoki / matrycy, aby uzyskać cienką warstwę tlenku metalu, który utrudnia Penetracja elektrolitu do matrycy i zwiększa wartość rezystancji. Gdy macierz gołego metalowego jest skorodowana elektrochemicznie, większość zielonych flokulentnych opadów jest wytwarzana na dnie elektrolitu. Roztwór elektrolityczny nie zmienił koloru podczas elektrolizowania powlekanej próbki, co może udowodnić istnienie powyższej reakcji chemicznej.
Ze względu na krótki czas namoczenia i dużych czynników wpływu zewnętrznego, w celu dalszego uzyskania dokładnego związku parametrów elektrochemicznych, analizowane są krzywe TAFEL wynoszące 19 godzin i 19,5 godziny. Gęstość prądu korozji i rezystancja uzyskane przez oprogramowanie do analizy Zsimpwin pokazano w tabeli 2. Można stwierdzić, że po namoczeniu przez 19 godzin, w porównaniu z gołym podłożem, gęstość prądu korozji czystej powłoki z kompozytów z kompozytów z kompozytem zawierają Mniejsza, a wartość oporu jest większa. Wartość odporności powłoki ceramicznej zawierającej nanorurki węglowe i powłoka zawierająca grafen jest prawie taka sama, podczas gdy struktura powłoki z nanorurkami węglowymi i materiałami kompozytowymi grafenu jest znacznie zwiększona, ponieważ synergistyczne działanie jednowymiarowych nanorurek węglowych i dwupoziomowego grafenu i dwuwymiarowego grafenu Poprawia odporność na korozję materiału.
Wraz ze wzrostem czasu zanurzenia (19,5 godziny) oporność na gołe podłoże wzrasta, co wskazuje, że jest on w drugim etapie korozji i folii tlenku metalu na powierzchni substratu. Podobnie, wraz ze wzrostem czasu, wzrasta również odporność czystej powłoki ceramicznej tlenku glinu, co wskazuje, że w tym czasie, chociaż istnieje spowolniony efekt powłoki ceramicznej, elektrolit przeniknął interfejs wiązania powlekania / matrycy i wytwarzał folia tlenku poprzez reakcję chemiczną.
W porównaniu z powłoką glinu zawierającą 0,2% MWNT-COOH-SDBS, powłoką glinu zawierającą 0,2% grafenu i powłoką glinu zawierającą 0,2% MWNT-COOH-SDB i 0,2% grafenu, oporność na powłoki zmniejszyła się znacząco wraz ze wzrostem czasu, zmniejszyła się o 22,94%, odpowiednio 25,60% i 9,61%, co wskazuje, że elektrolit nie przenikał do złącza między Powłoka i podłoże w tym czasie dzieje się tak, ponieważ struktura nanorurek węglowych i grafenu blokuje penetrację elektrolitu w dół, chroniąc w ten sposób matrycę. Synergistyczny efekt tych dwóch jest dalej weryfikowany. Powłoka zawierająca dwa materiały nano ma lepszą odporność na korozję.
Poprzez krzywą tafel i krzywą zmiany wartości impedancji elektrycznej, stwierdzono, że powłoka ceramiczna glinu z grafenem, nanorurkami węglowymi i ich mieszaniną może poprawić odporność na korozję matrycy metalu, a synergistyczne działanie tych dwóch może dodatkowo poprawić korozję Odporność kleju ceramiczna. W celu dalszego zbadania wpływu dodatków nano na odporność na korozję powłoki, zaobserwowano morfologię mikro powierzchni po korozji.
Składać
Rycina 5 (A1, A2, B1, B2) pokazuje morfologię powierzchniową odsłoniętej stali nierdzewnej 304 i powlekanej czystej ceramiki tlenku glinu przy innym powiększeniu po korozji. Rysunek 5 (A2) pokazuje, że powierzchnia po korozji staje się szorstka. W przypadku gołego podłoża na powierzchni pojawia się kilka dużych dołów korozji po zanurzeniu w elektrolicie, co wskazuje, że odporność na korozję macierzy metali jest słaba, a elektrolit jest łatwy do przenikania do matrycy. W przypadku powłoki ceramicznej czystej tlenku glinu, jak pokazano na rycinie 5 (B2), chociaż po korozji generowane są porowate kanały korozyjne, względnie gęsta struktura i doskonała odporność na korozję powłoki ceramicznej czystej tlenku glinu skutecznie blokują inwazję elektrolitu, co tłumaczy przyczynę dla The Pum Skuteczna poprawa impedancji powłoki ceramicznej glinu.
Składać
Morfologia powierzchni MWNT-COOH-SDB, powłok zawierających 0,2% grafenu i powłok zawierających 0,2% MWNT-COOH-SDB i 0,2% grafenu. Można zauważyć, że dwie powłoki zawierające grafen na ryc. 6 (B2 i C2) mają płaską strukturę, wiązanie między cząsteczkami w powładzie jest ciasne, a cząstki agregatowe są szczelnie owinięte klejem. Chociaż powierzchnia jest erodowana przez elektrolit, powstają mniej kanałów porów. Po korozji powierzchnia powłoki jest gęsta i istnieje niewiele struktur defektów. Dla ryc. 6 (A1, A2), ze względu na charakterystykę MWNT-COOH-SDBS, powłoka przed korozją jest równomiernie rozłożoną strukturą porowatą. Po korozji pory pierwotnej części stają się wąskie i długie, a kanał staje się głębszy. W porównaniu z ryc. 6 (B2, C2) struktura ma więcej wad, co jest zgodne z rozkładem wielkości wartości impedancji powłoki uzyskanej z elektrochemicznego testu korozji. Pokazuje, że powłoka ceramiczna glinu zawierająca grafen, zwłaszcza mieszaninę grafenu i nanorurki węglowej, ma najlepszą odporność na korozję. Wynika to z faktu, że struktura nanorurki węglowej i grafenu może skutecznie blokować dyfuzję pęknięć i chronić matrycę.
5. Dyskusja i podsumowanie
Poprzez test odporności na korozję nanorurek węglowych i dodatków grafenowych do powłoki ceramicznej glinu i analizy mikrostruktury powierzchniowej powłoki wyciągnięte są następujące wnioski:
(1) Gdy czas korozji wynosił 19 godzin, dodając 0,2% hybrydową nanorurkę węglową + 0,2% Materiał mieszany grafen glinu, gęstość prądu korozji wzrosła z 2,890 × 10-6 A / cm2 do 1,536 × 10-6 A / / / CM2, impedancja elektryczna jest zwiększona z 11388 Ω do 28079 Ω, a wydajność oporu korozji jest Największy, 46,85%. W porównaniu z czystą powłoką ceramiczną glinu, powłoka kompozytowa z grafenem i nanorurem węglowym ma lepszą odporność na korozję.
(2) Wraz ze wzrostem czasu zanurzenia elektrolitu elektrolit wnika do stawu powierzchni powłoki / podłoża w celu wytworzenia folii tlenku metalu, co utrudnia penetrację elektrolitu do podłoża. Impedancja elektryczna najpierw zmniejsza się, a następnie wzrasta, a odporność na korozję czystej powłoki ceramicznej tlenku glinu jest słaba. Struktura i synergia nanorurek węglowych i grafenu blokowały penetrację elektrolitu w dół. Po namoczeniu przez 19,5 godziny impedancja elektryczna powłoki zawierającej materiały nano spadły odpowiednio o 22,94%, 25,60% i 9,61%, a odporność na korozję powłoki była dobra.
6. Wpływ mechanizmu odporności na korozję powlekania
Poprzez krzywą tafel i krzywą zmiany wartości impedancji elektrycznej, stwierdzono, że powłoka ceramiczna glinu z grafenem, nanorurkami węglowymi i ich mieszaniną może poprawić odporność na korozję matrycy metalu, a synergistyczne działanie tych dwóch może dodatkowo poprawić korozję Odporność kleju ceramiczna. W celu dalszego zbadania wpływu dodatków nano na odporność na korozję powłoki, zaobserwowano morfologię mikro powierzchni po korozji.
Rycina 5 (A1, A2, B1, B2) pokazuje morfologię powierzchniową odsłoniętej stali nierdzewnej 304 i powlekanej czystej ceramiki tlenku glinu przy innym powiększeniu po korozji. Rysunek 5 (A2) pokazuje, że powierzchnia po korozji staje się szorstka. W przypadku gołego podłoża na powierzchni pojawia się kilka dużych dołów korozji po zanurzeniu w elektrolicie, co wskazuje, że odporność na korozję macierzy metali jest słaba, a elektrolit jest łatwy do przenikania do matrycy. W przypadku powłoki ceramicznej czystej tlenku glinu, jak pokazano na rycinie 5 (B2), chociaż po korozji generowane są porowate kanały korozyjne, względnie gęsta struktura i doskonała odporność na korozję powłoki ceramicznej czystej tlenku glinu skutecznie blokują inwazję elektrolitu, co tłumaczy przyczynę dla The Pum Skuteczna poprawa impedancji powłoki ceramicznej glinu.
Morfologia powierzchni MWNT-COOH-SDB, powłok zawierających 0,2% grafenu i powłok zawierających 0,2% MWNT-COOH-SDB i 0,2% grafenu. Można zauważyć, że dwie powłoki zawierające grafen na ryc. 6 (B2 i C2) mają płaską strukturę, wiązanie między cząsteczkami w powładzie jest ciasne, a cząstki agregatowe są szczelnie owinięte klejem. Chociaż powierzchnia jest erodowana przez elektrolit, powstają mniej kanałów porów. Po korozji powierzchnia powłoki jest gęsta i istnieje niewiele struktur defektów. Dla ryc. 6 (A1, A2), ze względu na charakterystykę MWNT-COOH-SDBS, powłoka przed korozją jest równomiernie rozłożoną strukturą porowatą. Po korozji pory pierwotnej części stają się wąskie i długie, a kanał staje się głębszy. W porównaniu z ryc. 6 (B2, C2) struktura ma więcej wad, co jest zgodne z rozkładem wielkości wartości impedancji powłoki uzyskanej z elektrochemicznego testu korozji. Pokazuje, że powłoka ceramiczna glinu zawierająca grafen, zwłaszcza mieszaninę grafenu i nanorurki węglowej, ma najlepszą odporność na korozję. Wynika to z faktu, że struktura nanorurki węglowej i grafenu może skutecznie blokować dyfuzję pęknięć i chronić matrycę.
7. Dyskusja i podsumowanie
Poprzez test odporności na korozję nanorurek węglowych i dodatków grafenowych do powłoki ceramicznej glinu i analizy mikrostruktury powierzchniowej powłoki wyciągnięte są następujące wnioski:
(1) Gdy czas korozji wynosił 19 godzin, dodając 0,2% hybrydową nanorurkę węglową + 0,2% Materiał mieszany grafen glinu, gęstość prądu korozji wzrosła z 2,890 × 10-6 A / cm2 do 1,536 × 10-6 A / / / CM2, impedancja elektryczna jest zwiększona z 11388 Ω do 28079 Ω, a wydajność oporu korozji jest Największy, 46,85%. W porównaniu z czystą powłoką ceramiczną glinu, powłoka kompozytowa z grafenem i nanorurem węglowym ma lepszą odporność na korozję.
(2) Wraz ze wzrostem czasu zanurzenia elektrolitu elektrolit wnika do stawu powierzchni powłoki / podłoża w celu wytworzenia folii tlenku metalu, co utrudnia penetrację elektrolitu do podłoża. Impedancja elektryczna najpierw zmniejsza się, a następnie wzrasta, a odporność na korozję czystej powłoki ceramicznej tlenku glinu jest słaba. Struktura i synergia nanorurek węglowych i grafenu blokowały penetrację elektrolitu w dół. Po namoczeniu przez 19,5 godziny impedancja elektryczna powłoki zawierającej materiały nano spadły odpowiednio o 22,94%, 25,60% i 9,61%, a odporność na korozję powłoki była dobra.
(3) Ze względu na charakterystykę nanorurek węglowych powłoka dodana samym nanorurem węglowym ma równomiernie rozłożoną porowatą strukturę przed korozją. Po korozji pory pierwotnej części stają się wąskie i długie, a kanały stają się głębsze. Powłoka zawierająca grafen ma płaską strukturę przed korozją, kombinacja cząstek w powledze jest blisko, a cząsteczki agregatów są ściśle owinięte klejem. Chociaż powierzchnia jest erodowana przez elektrolit po korozji, istnieje kilka kanałów porów, a struktura jest nadal gęsta. Struktura nanorurek węglowych i grafenu może skutecznie blokować propagację pęknięć i chronić matrycę.
Czas po: Mar-09-2022