1. Príprava povlaku
Aby sa uľahčil neskorší elektrochemický test, vyberie sa 30 mm nehrdzavejúca oceľ × 4 mm 304 ako základňa. Lešten a odstráňte zvyškovú vrstvu oxidu a hrdzavé škvrny na povrchu substrátu brúsnym papierom, vložte ich do kadičky obsahujúceho acetón, upravte škvrny na povrchu substrátu s ultrazvukovým čističom BG-06C ultrazvukom Bangjie Electronics Company po dobu 20 minút, odstráňte. Zvyšky opotrebenia na povrchu kovového substrátu s alkoholom a destilovanou vodou a vysušte ich dúchadlom. Potom sa hliník (AL2O3), grafén a hybridné uhlíkové nanotube (MWNT-COOHSDBS) pripravili v pomere (100: 0: 0, 99,8: 0,2: 0, 99,8: 0: 0,2, 99,6: 0,2: 0,2) a vložené do Ball mlyn (QM-3SP2 z Nanjing Nanda Instrument Factory) na mletie a miešanie lopty. Rotujúca rýchlosť guľového mlyna bola nastavená na 220 r / min a guľový mlyn sa obrátil na
Po frézovaní lopty nastavte rýchlosť rotácie nádrže na mletie guľôčky, ktorá bude striedavo po dokončení mletia lopty, a nastavte rýchlosť rotácie nádrže na mletie guľôčok po dokončení guľového mletia. Keramický agregát a spojivo mleté guľôčky sa zmiešajú rovnomerne podľa hmotnostnej frakcie 1,0 ∶ 0,8. Nakoniec sa priliehajúci keramický povlak získal procesom vytvrdzovania.
2. Test korózie
V tejto štúdii sa elektrochemický korózny test prijíma elektrochemická pracovná stanica Šanghaj Chenhua Chi660e a test prijíma tri elektródový testovací systém. Platinová elektróda je pomocná elektróda, chloridová elektróda strieborná strieborná je referenčná elektróda a potiahnutá vzorka je pracovná elektróda s účinnou expozičnou plochou 1cm2. Pripojte referenčnú elektródu, pracovnú elektródu a pomocnú elektródu v elektrolytickej bunke pomocou prístroja, ako je znázornené na obrázkoch 1 a 2. Pred skúškou namočte vzorku do elektrolytu, ktorý je 3,5% roztoku NaCl.
3. Analýza TAFEL elektrochemickej korózie povlakov
Obr. 3 zobrazuje krivku TAFEL nepotiahnutého substrátu a keramického povlaku potiahnutého rôznymi nano aditívami po elektrochemickej korózii po dobu 19 hodín. Korózne napätie, hustota korózie prúdu a údaje o teste elektrickej impedancie získané z testu elektrochemickej korózie sú uvedené v tabuľke 1.
Odovzdať
Ak je hustota korózie menšia a účinnosť odolnosti proti korózii je vyššia, účinok odporu korózie povlaku je lepší. Z obrázku 3 a tabuľky 1 je zrejmé, že keď je čas korózie 19 hodín, maximálne korózne napätie matice holého kovu je -0,680 V a hustota korózie matrice je tiež najväčšia, dosahuje 2,890 x 10-6 A /CM2。 Keď sa potiahla čisto keramickým povlakom z hlinitého, hustota korózie prúdu klesla na 78% a PE bola 22,01%. Ukazuje, že keramický povlak hrá lepšiu ochrannú úlohu a môže zlepšiť odolnosť proti korózii povlaku v neutrálnom elektrolyte.
Keď sa k povlaku pridal 0,2% MWNT-COOH-SDBS alebo 0,2% grafén, hustota korózie prúdu sa znížila, rezistencia sa zvýšila a odolnosť proti korózii sa ďalej zlepšila, pričom PE 38,48% a 40,10%. Ak je povrch potiahnutý 0,2% MWNT-COOH-SDBS a 0,2% zmiešaného grafénového hlinitého povlaku, korózny prúd sa ďalej zníži z 2,890 x 10-6 A / cm2 na 1,536 × 10-6 A / cm2, maximálnu odolnosť Hodnota sa zvýšila zo 11388 Ω na 28079 Ω a PE povlaku môže dosiahnuť 46,85%. Ukazuje, že pripravený cieľový produkt má dobrú odolnosť proti korózii a synergický účinok uhlíkových nanorúrok a grafénu môže účinne zlepšiť odolnosť proti korózii keramického povlaku.
4. Vplyv času namáčania na impedanciu povlaku
Aby sa ďalej preskúmalo koróznu odolnosť povlaku, vzhľadom na vplyv ponorného času vzorky do elektrolytu na test, získajú sa zmeny krivky odolnosti štyroch povlakov v rôznych časoch ponorenia, ako je znázornené na obrázku 4.
Odovzdať
V počiatočnej fáze ponorenia (10 hodín), v dôsledku dobrej hustoty a štruktúry povlaku je ťažké ponoriť do povlaku elektrolyt. V súčasnosti keramický povlak vykazuje vysoký odpor. Po namáčaní po určitom časovom období sa odpor výrazne klesá, pretože pri plynutí času elektrolyt postupne tvorí korózny kanál cez póry a praskliny v poťahovaní a preniká do matrice, čo vedie k významnému zníženiu odolnosti proti odolnosti povlak.
V druhej fáze, keď sa produkty korózie zvýšia na určité množstvo, je difúzia blokovaná a medzera je postupne blokovaná. Súčasne, keď elektrolyt preniká do väzobného rozhrania väzbovej spodnej vrstvy / matrice, molekuly vody budú reagovať s prvkom FE v matrici pri povlaku / matricovom spojení, aby sa vytvoril tenký film oxidu kovu, ktorý preisťuje Penetrácia elektrolytu do matrice a zvyšuje hodnotu odporu. Keď je holý kovový matrica elektrochemicky korodovaný, väčšina zelených flokulentných zrážok sa vyrába na spodnej časti elektrolytu. Elektrolytický roztok nezmenil farbu pri elektrolyzovaní potiahnutej vzorky, ktorá môže preukázať existenciu vyššie uvedenej chemickej reakcie.
V dôsledku krátkeho času a veľkého vonkajšieho vplyvu, aby sa ďalej získal presný vzťah zmeny elektrochemických parametrov, analyzujú sa krivky TAFEL 19 hodín a 19,5 hodiny. Hustota a rezistencia korózie získaného softvérom ZsimpWin Analysis sú uvedené v tabuľke 2. Je možné zistiť, že pri nasiaknutí počas 19 hodín sú v porovnaní s holým substrátom, hustota korózie čistého hlinitého a hlinitého kompozitného povlaku obsahujúceho nano aditívne materiály menšia a hodnota odporu je väčšia. Hodnota odporu keramického povlaku obsahujúceho uhlíkové nanotrubice a poťah obsahujúci grafén je takmer rovnaká, zatiaľ čo poťahová štruktúra s uhlíkovými nanotrubicami a grafénové kompozitné materiály je významne vylepšená, je to preto, že synergický účinok jednorozmerných uhlíkových nanotubov a dvojrozmerných grafénu. Zlepšuje odolnosť materiálu korózie.
So zvýšením času ponorenia (19,5 h) sa zvyšuje rezistencia holého substrátu, čo naznačuje, že sa nachádza v druhej fáze korózie a oxidu kovu na povrchu substrátu. Podobne, so zvyšovaním času, zvyšuje sa aj odolnosť čistej keramickej povlaku s hlinitou, čo naznačuje, že v tomto okamihu, aj keď existuje spomalenie keramického povlaku, elektrolyt prenikol do väzobného rozhrania potiahnutia / matrice a produkovaný oxidový film a produkoval oxidový film a produkoval oxidový film chemickou reakciou.
V porovnaní s hlinitovým povlakom obsahujúcim 0,2% MWNT-COOH-SDBS, povlakom z hlinitého obsahujúceho 0,2% grafénu a hlinitovým povlakom obsahujúcim 0,2% MWNT-COOH-SDBS a 0,2% grafénu, rezistencia na povlaky sa významne znížila so zvýšením času, znížila sa o 22,94%, 25,60% a 9,61%, čo naznačuje, že elektrolyt neprenikol do spoja medzi Poter a substrát v súčasnosti je to preto, že štruktúra uhlíkových nanotrubíc a grafénu blokuje prienik elektrolytu smerom nadol, čím chráni matricu. Synergický účinok týchto dvoch je ďalej overený. Poter obsahujúci dva nano materiály má lepšiu odolnosť proti korózii.
Prostredníctvom krivky TAFEL a krivky zmeny hodnoty elektrickej impedancie sa zistilo, že hlinitový keramický povlak s grafénom, uhlíkovými nanotrubičkami a ich zmesou môže zlepšiť koróziu kovovej matrice a synergický účinok týchto dvoch môže ďalej zlepšiť koróziu. Odolnosť adhézneho keramického povlaku. Aby sa ďalej preskúmal účinok nano aditív na koróznu rezistenciu povlaku, pozorovala sa morfológia mikro povrchu po korózii.
Odovzdať
Obrázok 5 (A1, A2, B1, B2) ukazuje povrchovú morfológiu exponovanej nehrdzavejúcej ocele 304 a potiahnutú čistú keramiku hlinitého pri rôznych zväčšeniach po korózii. Obrázok 5 (A2) ukazuje, že povrch po korózii je drsný. V prípade holého substrátu sa na povrchu po ponorení do elektrolytu objaví niekoľko veľkých koróznych jamiek, čo naznačuje, že odpor holej kovovej matrice je zlý a elektrolyt sa ľahko prenikne do matrice. Pre čistý hlinitý keramický povlak, ako je znázornené na obrázku 5 (B2), hoci sa po korózii generujú pórovité korózne kanály Účinné zlepšenie impedancie hlinitého keramického povlaku.
Odovzdať
Povrchová morfológia MWNT-COOH-SDBS, povlaky obsahujúce 0,2% grafénu a povlaky obsahujúce 0,2% MWNT-COOH-SDBS a 0,2% grafénu. Je zrejmé, že dva povlaky obsahujúce grafén na obrázku 6 (B2 a C2) majú plochú štruktúru, väzba medzi časticami v povlaku je pevná a agregované častice sú pevne zabalené lepidlom. Aj keď je povrch erodovaný elektrolytom, tvorí sa menej pórových kanálov. Po korózii je povrchový povrch hustý a existuje len málo defektných štruktúr. Na obrázku 6 (A1, A2), v dôsledku charakteristík MWNT-COOH-SDBS, je povlakom pred koróziou rovnomerne rozložená porézna štruktúra. Po korózii sú póry pôvodnej časti úzke a dlhé a kanál sa stáva hlbším. V porovnaní s obrázkom 6 (B2, C2) má štruktúra viac defektov, čo je v súlade s rozložením hodnoty impedancie potiahnutia získanou z testu elektrochemickej korózie. Ukazuje, že hlinitý keramický povlak obsahujúci grafén, najmä zmes grafénu a uhlíkovej nanotrubičky, má najlepšiu odolnosť proti korózii. Dôvodom je, že štruktúra uhlíkovej nanotrubí a grafénu môže účinne blokovať difúziu trhlín a chrániť maticu.
5. Diskusia a zhrnutie
Prostredníctvom testu uhlíkových nanotrubíc a grafénových prísad na keramické povlaky a analýzu povrchovej mikroštruktúry povlaku sa vyvodzujú nasledujúce závery: vyvodzujú sa nasledujúce závery: vyvodzujú nasledujúce závery: vyvodzujú nasledujúce závery: vyvodzujú nasledujúce závery:
(1) Keď bol čas korózie 19 hodín, čím sa pridal 0,2% hybridná uhlíková nanotube + 0,2% keramické keramické povlaky zmiešaného grafénu, hustota korózie prúdu sa zvýšila z 2,890 x 10-6 A / cm2 na 1,536 x 10-6 A / CM2, elektrická impedancia sa zvyšuje z 11388 Ω na 28079 Ω a účinnosť odporu korózie je najväčšia, 46,85%. V porovnaní s čistým keramickým povlakom z hlinitého, kompozitný povlak s grafénom a uhlíkovými nanotrubicami má lepšiu odolnosť proti korózii.
(2) Pri zvýšení času ponorenia elektrolytu elektrolyt preniká do kĺbového povrchu potiahnutia / substrátu, aby sa vytvoril film oxidu oxidu kovu, ktorý brzdí prieniku elektrolytu do substrátu. Elektrická impedancia sa najprv znižuje a potom sa zvyšuje a odolnosť proti korózii čistého hlinitého keramického povlaku je zlá. Štruktúra a synergia uhlíkových nanorúrok a grafénu blokovali prienik elektrolytu nadol. Po nasiaknutí na 19,5 h sa elektrická impedancia povlaku obsahujúceho nano materiály znížila o 22,94%, 25,60% a 9,61% a korózna odolnosť povlaku bola dobrá.
6
Prostredníctvom krivky TAFEL a krivky zmeny hodnoty elektrickej impedancie sa zistilo, že hlinitový keramický povlak s grafénom, uhlíkovými nanotrubičkami a ich zmesou môže zlepšiť koróziu kovovej matrice a synergický účinok týchto dvoch môže ďalej zlepšiť koróziu. Odolnosť adhézneho keramického povlaku. Aby sa ďalej preskúmal účinok nano aditív na koróznu rezistenciu povlaku, pozorovala sa morfológia mikro povrchu po korózii.
Obrázok 5 (A1, A2, B1, B2) ukazuje povrchovú morfológiu exponovanej nehrdzavejúcej ocele 304 a potiahnutú čistú keramiku hlinitého pri rôznych zväčšeniach po korózii. Obrázok 5 (A2) ukazuje, že povrch po korózii je drsný. V prípade holého substrátu sa na povrchu po ponorení do elektrolytu objaví niekoľko veľkých koróznych jamiek, čo naznačuje, že odpor holej kovovej matrice je zlý a elektrolyt sa ľahko prenikne do matrice. Pre čistý hlinitý keramický povlak, ako je znázornené na obrázku 5 (B2), hoci sa po korózii generujú pórovité korózne kanály Účinné zlepšenie impedancie hlinitého keramického povlaku.
Povrchová morfológia MWNT-COOH-SDBS, povlaky obsahujúce 0,2% grafénu a povlaky obsahujúce 0,2% MWNT-COOH-SDBS a 0,2% grafénu. Je zrejmé, že dva povlaky obsahujúce grafén na obrázku 6 (B2 a C2) majú plochú štruktúru, väzba medzi časticami v povlaku je pevná a agregované častice sú pevne zabalené lepidlom. Aj keď je povrch erodovaný elektrolytom, tvorí sa menej pórových kanálov. Po korózii je povrchový povrch hustý a existuje len málo defektných štruktúr. Na obrázku 6 (A1, A2), v dôsledku charakteristík MWNT-COOH-SDBS, je povlakom pred koróziou rovnomerne rozložená porézna štruktúra. Po korózii sú póry pôvodnej časti úzke a dlhé a kanál sa stáva hlbším. V porovnaní s obrázkom 6 (B2, C2) má štruktúra viac defektov, čo je v súlade s rozložením hodnoty impedancie potiahnutia získanou z testu elektrochemickej korózie. Ukazuje, že hlinitý keramický povlak obsahujúci grafén, najmä zmes grafénu a uhlíkovej nanotrubičky, má najlepšiu odolnosť proti korózii. Dôvodom je, že štruktúra uhlíkovej nanotrubí a grafénu môže účinne blokovať difúziu trhlín a chrániť maticu.
7. Diskusia a zhrnutie
Prostredníctvom testu uhlíkových nanotrubíc a grafénových prísad na keramické povlaky a analýzu povrchovej mikroštruktúry povlaku sa vyvodzujú nasledujúce závery: vyvodzujú sa nasledujúce závery: vyvodzujú nasledujúce závery: vyvodzujú nasledujúce závery: vyvodzujú nasledujúce závery:
(1) Keď bol čas korózie 19 hodín, čím sa pridal 0,2% hybridná uhlíková nanotube + 0,2% keramické keramické povlaky zmiešaného grafénu, hustota korózie prúdu sa zvýšila z 2,890 x 10-6 A / cm2 na 1,536 x 10-6 A / CM2, elektrická impedancia sa zvyšuje z 11388 Ω na 28079 Ω a účinnosť odporu korózie je najväčšia, 46,85%. V porovnaní s čistým keramickým povlakom z hlinitého, kompozitný povlak s grafénom a uhlíkovými nanotrubicami má lepšiu odolnosť proti korózii.
(2) Pri zvýšení času ponorenia elektrolytu elektrolyt preniká do kĺbového povrchu potiahnutia / substrátu, aby sa vytvoril film oxidu oxidu kovu, ktorý brzdí prieniku elektrolytu do substrátu. Elektrická impedancia sa najprv znižuje a potom sa zvyšuje a odolnosť proti korózii čistého hlinitého keramického povlaku je zlá. Štruktúra a synergia uhlíkových nanorúrok a grafénu blokovali prienik elektrolytu nadol. Po nasiaknutí na 19,5 h sa elektrická impedancia povlaku obsahujúceho nano materiály znížila o 22,94%, 25,60% a 9,61% a korózna odolnosť povlaku bola dobrá.
(3) V dôsledku charakteristík uhlíkových nanorúrok má povlak pridaný samotnými uhlíkovými nanotrubičkami rovnomerne rozloženú pórovitú štruktúru pred koróziou. Po korózii sú póry pôvodnej časti úzke a dlhé a kanály sú hlbšie. Poter obsahujúci grafén má pred koróziou plochú štruktúru, kombinácia medzi časticami v povlaku je blízko a agregované častice sú pevne zabalené lepidlom. Aj keď je povrch erodovaný elektrolytom po korózii, existuje len málo pórových kanálov a štruktúra je stále hustá. Štruktúra uhlíkových nanorúrok a grafénu môže účinne blokovať šírenie trhlín a chrániť maticu.
Čas príspevku: mar-09-2022