1. Příprava povlaku
Za účelem usnadnění pozdějšího elektrochemického testu je jako základna vybrána 30 mm × 4 mm 304 z nerezové oceli. Vyleštěte a odstraňte zbytkovou oxidovou vrstvu a skvrny na rezivu na povrchu substrátu s brusným papírem, vložte je do kádinky obsahujícího acetonu, ošetřte skvrny na povrchu substrátu pomocí ultrazvukového čističe BangJie Electronics Company pro 20 minut, odstranit, odstranit, odstranit, odstranit, odstranit, odstranit, odstranit, odstranit, odstranit, odstranit, odstranit, odstranit, odstranit, odstranit, odstranit, odstranit, odstranit, odstranit, odstranit, odstranit, odstranit, odstranit, odstranit, odstranit, vyjměte, odstranit, odstranit, odstranit, odstranit, odstranit, odstranit, odstranit, odstranit, odstranit, odstranit, odstranit, odstranit, odstranit, odstranit, odstranit, odstranit, odstranit, vyjměte, vyjměte Opotřebování na povrchu kovového substrátu s alkoholem a destilovanou vodou a osušení dmychadlem. Poté byly připraveny hlinitý (AL2O3), grafen a hybridní uhlíková nanotrubice (MWNT-COOHSDBS) (100: 0: 0, 99,8: 0,2: 0, 99,8: 0: 0,2, 99,6: 0,2: 0,2), a vloženy do Kalk (QM-3SP2 továrny na nástroje Nanjing Nanda) pro frézování a míchání kuliček. Rychlost rotujícího kulička byla nastavena na 220 r / min a kuličkový mlýn byl převeden na
Po frézování kuliček nastavte rychlost otáčení kuličky na frézovací nádrž na střídavě 1/2 po dokončení kuličky a po dokončení míčového frézování nastavte rychlost otáčení kuličky na 1/2. Kuličkový frézovaný keramický agregát a pojivo se rovnoměrně mísí podle hmotnostní frakce 1,0 ∶ 0,8. Nakonec byl lepicí keramický povlak získán procesem vytvrzování.
2. test koroze
V této studii test elektrochemického koroze přijímá elektrochemickou pracovní stanici Šanghaj Chenhua Chi660e a test přijímá testovací systém tří elektrod. Platinová elektroda je pomocná elektroda, stříbrná chloridová elektroda je referenční elektroda a potažený vzorek je pracovní elektroda s účinnou expoziční plochou 1 cm2. Připojte referenční elektrodu, pracovní elektrodu a pomocnou elektrodu v elektrolytickém článku s přístrojem, jak je znázorněno na obrázcích 1 a 2. Před testem namočte vzorek do elektrolytu, což je 3,5% roztoku NaCl.
3. analýza tafel elektrochemické koroze povlaků
Obr. 3 ukazuje křivku TAFEL nepotaženého substrátu a keramického povlaku potaženého různými nano aditivami po elektrochemické korozi po dobu 19 hodin. V tabulce 1 jsou uvedeny v tabulce 1 jsou uvedeny korozní napětí, hustota korozního proudu a testovací údaje o elektrické impedanci získané z testu elektrochemického koroze.
Předložit
Když je hustota korozního proudu menší a účinnost odolnosti proti korozi je vyšší, účinek odolnosti proti korozi je lepší. Z obrázku 3 a tabulky je patrné, že když je doba koroze 19 hodin, maximální korozní napětí holé kovové matrice je -0,680 V a hustota korozního proudu matrice je také největší a dosahuje 2,890 × 10-6 a dosahující 2,890 × 10-6 a /CM2。 Při potažení čistého keramického povlaku čistého oxidu hlinitého se hustota korozního proudu snížila na 78% a PE byla 22,01%. Ukazuje, že keramický povlak hraje lepší ochrannou roli a může zlepšit odolnost proti korozi povlaku v neutrálním elektrolytu.
Když byl k povlaku přidán 0,2% MWNT-COOH-SDBS nebo 0,2% grafen, hustota korozního proudu se snížila, odolnost se zvýšila a odolnost proti korozi se dále zlepšila, s PE 38,48% a 40,10%. Když je povrch potažen 0,2% MWNT-COOH-SDBS a 0,2% grafenovým smíšeným aluminovým povlakem, korozní proud se dále sníží z 2,890 × 10-6 A / cm2 až na 1,536 × 10-6 A / cm2, což je maximální odpor, což je maximální odpor, což je maximální odpor, což je maximální odpor, což je maximální odpor, což je maximální odpor, což je maximální odpor, což je maximální odpor, což je maximální odpor, maximální odpor, maximální odpor, maximální odpor, maximální odpor, maximální odpor, maximální odpor, maximální odpor, maximální odpor, maximální odpor, maximální odpor, maximální odpor A / cm2 hodnota, zvýšená z 11388 Ω na 28079 Ω a PE povlaku může dosáhnout 46,85%. Ukazuje, že připravený cílový produkt má dobrou odolnost proti korozi a synergický účinek uhlíkových nanotrubic a grafenu může účinně zlepšit korozní odolnost keramického povlaku.
4. Vliv doby namáčení na impedanci povlaku
Za účelem dalšího prozkoumání odolnosti proti korozi povlaku, s ohledem na vliv doby ponoření vzorku do elektrolytu na testu, se získá změna křivek odporu čtyř povlaků v různých ponořovacích čase, jak je znázorněno na obrázku, jak je znázorněno na obrázku 4.
Předložit
V počáteční fázi ponoření (10 h), kvůli dobré hustotě a struktuře povlaku, je elektrolyt obtížné ponořit do povlaku. V této době vykazuje keramický povlak vysoký odpor. Po namáčení po určitou dobu se odpor výrazně snižuje, protože s postupem času elektrolyt postupně tvoří korozní kanál póry a trhlinami v povlaku a proniká do matrice, což vede k významnému snížení odporu v odporu povlak.
Ve druhé fázi, když se korozní produkty zvyšují na určité množství, je difúze blokována a mezera je postupně blokována. Současně, když elektrolyt proniká do spojovacího rozhraní spodní vrstvy / matrice, budou molekuly vody reagovat s prvkem Fe v matrici na křižovatce povlaku / matrice, aby vytvořily tenký film oxidu kovu, což brání Penetrace elektrolytu do matrice a zvyšuje hodnotu odporu. Když je holá kovová matrice elektrochemicky zkorodovaná, většina zelených flokulentních srážek se produkuje ve spodní části elektrolytu. Elektrolytický roztok nezměnil barvu při elektrolyzování potaženého vzorku, což může prokázat existenci výše uvedené chemické reakce.
Vzhledem k krátké době namáčení a velkého vnějšího vlivového faktoru jsou analyzovány křivky TAFEL o 19 hodin a 19,5 hodin za účelem dalšího získání přesné změny vztahu elektrochemických parametrů. Hustota a odpor korozního proudu získané analýzou ZSIMPWIN jsou uvedeny v tabulce 2. Lze zjistit, že při namočení po dobu 19 hodin jsou ve srovnání s holým substrátem hustota korozního proudu čistého hlinitého a kompozitního povlaku aluminy obsahující nano aditivní materiály menší a hodnota odporu je větší. Hodnota odporu keramického povlaku obsahujícího uhlíkové nanotrubice a povlaku obsahujícího grafen je téměř stejná, zatímco struktura povlaku s uhlíkovými nanotrubicemi a grafenovými kompozitními materiály je výrazně vylepšena, je to proto, že synergický účinek jednorozměrného uhlíkového nanotrubic je to Zlepšuje odolnost proti korozi materiálu.
Se zvýšením doby ponoření (19,5 h) se zvyšuje odpor holého substrátu, což naznačuje, že je ve druhém stádiu koroze a oxidového filmu kovu se produkuje na povrchu substrátu. Podobně, se zvyšováním času se také zvyšuje odolnost čistého keramického povlaku čistého oxidu hlinitého, což naznačuje, že v této době, i když dochází ke zpomalení keramického povlaku, elektrolyt pronikl do spojovacího rozhraní / matrice a produkoval oxidový film chemickou reakcí.
Ve srovnání s povlakem aluminy obsahující 0,2% MWNT-COOH-SDBS se povlak aluminy obsahující 0,2% grafen a hlinitý povlak obsahující 0,2% MWNT-COOH-SDBS a 0,2% grafenu, rezistence na povlakování významně snížila, snížil se čas, snížil se čas, snížil se s prodloužením času, snížil se odolnost. o 22,94%, 25,60% a 9,61%, což naznačuje, že elektrolyt nepronikl do kloubu Povlak a substrát v této době je to proto, že struktura nanotrubic uhlíku a grafenu blokuje pronikání elektrolytu dolů, čímž chrání matrici. Synergický účinek těchto dvou je dále ověřen. Potahování obsahující dva nano materiály má lepší odolnost proti korozi.
Prostřednictvím křivky Tafel a křivce změny hodnoty elektrické impedance se zjistilo, že keramický povlak oxidem hlinitého s grafenem, uhlíkovými nanotrubicemi a jejich směsí může zlepšit odolnost kovové matrice koroze a synergický účinek obou může dále zlepšit korozi Odolnost adhezivního keramického povlaku. Za účelem dalšího prozkoumání účinku nano aditiv na korozní odolnost povlaku byla pozorována mikropovrchní morfologie povlaku po korozi.
Předložit
Obrázek 5 (A1, A2, B1, B2) ukazuje povrchovou morfologii exponované 304 nerezové oceli a potažené čisté hlinité keramiky při různých zvětšení po korozi. Obrázek 5 (A2) ukazuje, že povrch po korozi se stává drsným. U holého substrátu se na povrchu po ponoření do elektrolytu objeví několik velkých korozních jám, což naznačuje, že odolnost proti korozi holé kovové matrice je špatná a elektrolyt lze snadno proniknout do matrice. U čistého keramického povlaku z čistého onemocnění, jak je znázorněno na obrázku 5 (B2), ačkoli porézní korozní kanály jsou generovány po korozi, relativně hustá struktura a vynikající odolnost proti korozi efektivně blokují invazi elektrolytu, což vysvětluje důvod pro to Účinné zlepšení impedance keramického povlaku oxidu hlinitého.
Předložit
Povrchová morfologie MWNT-COOH-SDBS, povlaků obsahující 0,2% grafenu a povlaky obsahující 0,2% MWNT-COOH-SDBS a 0,2% grafenu. Je vidět, že obě povlaky obsahující grafen na obrázku 6 (B2 a C2) mají plochou strukturu, vazba mezi částicemi v povlaku je těsná a agregované částice jsou pevně zabaleny lepidlem. Přestože je povrch erodován elektrolytem, vytvoří se méně pórových kanálů. Po korozi je povrch povlaku hustý a existuje jen málo defektních struktur. Pro obrázek 6 (A1, A2), kvůli charakteristikám MWNT-COOH-SDBS, je povlak před korozí rovnoměrně distribuovanou porézní strukturou. Po korozi se póry původní části stanou úzkými a dlouhými a kanál se zhoršuje. Ve srovnání s obrázkem 6 (B2, C2) má struktura více defektů, což je v souladu s distribucí velikosti impedanční hodnoty povlaku získané elektrochemickým testem koroze. Ukazuje, že keramický povlak aluminy obsahující grafen, zejména směs grafenu a uhlíkové nanotrubice, má nejlepší odolnost proti korozi. Je to proto, že struktura uhlíkových nanotrubic a grafenu může účinně blokovat difúzi trhliny a chránit matrici.
5. Diskuse a shrnutí
Prostřednictvím testu odolnosti proti korozi uhlíkových nanotrubic a adititiv grafenu na keramickém povlaku oxidu a analýzy povrchové mikrostruktury povlaku jsou vyvozeny následující závěry:
(1) Když byla doba koroze 19 hodin, přidala 0,2% hybridní uhlíkové nanotrubice + 0,2% grafenového smíšeného materiálu keramický povlak, hustota korozního proudu se zvýšila z 2,890 × 10-6 A / cm2 až na 1,536 × 10-6 A / CM2, Elektrická impedance se zvyšuje z 11388 Ω na 28079 Ω a účinnost odolnosti proti korozi je Největší, 46,85%. Ve srovnání s čistým keramickým povlakem aluminy má kompozitní povlak s grafenovými a uhlíkovými nanotrubicemi lepší odolnost proti korozi.
(2) Se zvýšením doby ponoření elektrolytu proniká elektrolyt do povrchu kloubu povlaku / substrátu za vzniku filmu oxidu kovu, což brání pronikání elektrolytu do substrátu. Elektrická impedance se nejprve snižuje a poté se zvyšuje a odolnost proti korozi čistého keramického povlaku z hliníku je špatná. Struktura a synergie uhlíkových nanotrubic a grafenu blokovaly pronikání elektrolytu dolů. Když byla elektrická impedance povlaku obsahujícího nano materiály namočena po dobu 19,5 hodin, snížila se o 22,94%, 25,60% a 9,61% a odolnost proti korozi byla dobrá.
6. Vliv mechanismu odolnosti proti korozi potahování
Prostřednictvím křivky Tafel a křivce změny hodnoty elektrické impedance se zjistilo, že keramický povlak oxidem hlinitého s grafenem, uhlíkovými nanotrubicemi a jejich směsí může zlepšit odolnost kovové matrice koroze a synergický účinek obou může dále zlepšit korozi Odolnost adhezivního keramického povlaku. Za účelem dalšího prozkoumání účinku nano aditiv na korozní odolnost povlaku byla pozorována mikropovrchní morfologie povlaku po korozi.
Obrázek 5 (A1, A2, B1, B2) ukazuje povrchovou morfologii exponované 304 nerezové oceli a potažené čisté hlinité keramiky při různých zvětšení po korozi. Obrázek 5 (A2) ukazuje, že povrch po korozi se stává drsným. U holého substrátu se na povrchu po ponoření do elektrolytu objeví několik velkých korozních jám, což naznačuje, že odolnost proti korozi holé kovové matrice je špatná a elektrolyt lze snadno proniknout do matrice. U čistého keramického povlaku z čistého onemocnění, jak je znázorněno na obrázku 5 (B2), ačkoli porézní korozní kanály jsou generovány po korozi, relativně hustá struktura a vynikající odolnost proti korozi efektivně blokují invazi elektrolytu, což vysvětluje důvod pro to Účinné zlepšení impedance keramického povlaku oxidu hlinitého.
Povrchová morfologie MWNT-COOH-SDBS, povlaků obsahující 0,2% grafenu a povlaky obsahující 0,2% MWNT-COOH-SDBS a 0,2% grafenu. Je vidět, že obě povlaky obsahující grafen na obrázku 6 (B2 a C2) mají plochou strukturu, vazba mezi částicemi v povlaku je těsná a agregované částice jsou pevně zabaleny lepidlem. Přestože je povrch erodován elektrolytem, vytvoří se méně pórových kanálů. Po korozi je povrch povlaku hustý a existuje jen málo defektních struktur. Pro obrázek 6 (A1, A2), kvůli charakteristikám MWNT-COOH-SDBS, je povlak před korozí rovnoměrně distribuovanou porézní strukturou. Po korozi se póry původní části stanou úzkými a dlouhými a kanál se zhoršuje. Ve srovnání s obrázkem 6 (B2, C2) má struktura více defektů, což je v souladu s distribucí velikosti impedanční hodnoty povlaku získané elektrochemickým testem koroze. Ukazuje, že keramický povlak aluminy obsahující grafen, zejména směs grafenu a uhlíkové nanotrubice, má nejlepší odolnost proti korozi. Je to proto, že struktura uhlíkových nanotrubic a grafenu může účinně blokovat difúzi trhliny a chránit matrici.
7. Diskuse a shrnutí
Prostřednictvím testu odolnosti proti korozi uhlíkových nanotrubic a adititiv grafenu na keramickém povlaku oxidu a analýzy povrchové mikrostruktury povlaku jsou vyvozeny následující závěry:
(1) Když byla doba koroze 19 hodin, přidala 0,2% hybridní uhlíkové nanotrubice + 0,2% grafenového smíšeného materiálu keramický povlak, hustota korozního proudu se zvýšila z 2,890 × 10-6 A / cm2 až na 1,536 × 10-6 A / CM2, Elektrická impedance se zvyšuje z 11388 Ω na 28079 Ω a účinnost odolnosti proti korozi je Největší, 46,85%. Ve srovnání s čistým keramickým povlakem aluminy má kompozitní povlak s grafenovými a uhlíkovými nanotrubicemi lepší odolnost proti korozi.
(2) Se zvýšením doby ponoření elektrolytu proniká elektrolyt do povrchu kloubu povlaku / substrátu za vzniku filmu oxidu kovu, což brání pronikání elektrolytu do substrátu. Elektrická impedance se nejprve snižuje a poté se zvyšuje a odolnost proti korozi čistého keramického povlaku z hliníku je špatná. Struktura a synergie uhlíkových nanotrubic a grafenu blokovaly pronikání elektrolytu dolů. Když byla elektrická impedance povlaku obsahujícího nano materiály namočena po dobu 19,5 hodin, snížila se o 22,94%, 25,60% a 9,61% a odolnost proti korozi byla dobrá.
(3) Vzhledem k charakteristikám uhlíkových nanotrubic má povlak přidaný samotným uhlíkovým nanotrubicemi před korozí rovnoměrně distribuovanou porézní strukturu. Po korozi se póry původní části stanou úzkými a dlouhými a kanály se prohlubují. Povlak obsahující grafen má plochou strukturu před korozí, kombinace mezi částicemi v povlaku je blízko a agregované částice jsou pevně zabaleny lepidlem. Přestože je povrch po korozi erodován elektrolytem, existuje jen málo kanálů pórů a struktura je stále hustá. Struktura uhlíkových nanotrubic a grafenu může účinně blokovat šíření trhlin a chránit matrici.
Čas příspěvku: Mar-09-2022