1. katte ettevalmistamine
Hilisema elektrokeemilise testi hõlbustamiseks valitakse aluseks 30 mm × 4 mm 304 roostevabast terasest. Poleerige ja eemaldage liivapaberiga substraadi pinnal olevad jääk oksiidikihid ja roosted, pange need atsetooni sisaldavasse keeduklaasi, töödelge substraadi pinnal olevaid plekke Bangjie elektroonikaettevõtte BG-06C ultrahelipuhastiga 20 minutiks, eemaldage 20 minut Metalli substraadi pinnal alkoholi ja destilleeritud veega kuluvad praht ning kuivatage puhuriga. Seejärel valmistati proportsionaalselt alumiiniumoksiid (Al2O3), grafeen ja hübriidne süsinik nanotoru (MWNT-COOHSDBS) (100: 0: 0, 99,8: 0,2: 0, 99,8: 0: 0: 0,2, 99,6: 0,2: 0,2) ja pandi sisse) ja sisse Kuulveski (Nanjing Nanda instrumentide tehase QM-3SP2) kuuli jahvatamiseks ja segamiseks. Kuulveski pöörlemiskiirus seati 220 r / min ja kuuli veski pöörati
Pärast kuuli jahvatamist määrake kuuli jahvatuspaagi pöörlemiskiirus 1/2 vaheldumisi pärast kuuli jahvatamise lõppu ja pange kuuli jahvatuspaagi pöörlemiskiirus vaheldumisi 1/2 pärast kuuli jahvatamise lõppu. Kuuli jahvatatud keraamiline täitematerjal ja sideaine segatakse ühtlaselt vastavalt massifraktsioonile 1,0 ∶ 0,8. Lõpuks saadi kleepuv keraamiline katmine kõvendamisprotsessiga.
2. korrosioonitest
Selles uuringus võtab elektrokeemiline korrosioonitest kasutusele Shanghai Chenhua CHI660E elektrokeemilise tööjaama ja test võtab vastu kolme elektroodi testsüsteemi. Plaatina elektrood on lisaelektrood, hõbedane hõbekloriid -elektrood on võrdlusielektrood ja kaetud proov on töötav elektrood, efektiivse kokkupuutepinnaga 1cm2. Ühendage instrumendiga elektrolüütilise lahtri võrdluslägustus, tööelektrood ja lisaelektrood, nagu on näidatud joonistel 1 ja 2. Enne testi, leotage proov elektrolüüdis, mis on 3,5% NaCl lahus.
3. kattekate elektrokeemilise korrosiooni tafel analüüs
Joonisel 3 on näidatud katmata substraadi ja keraamilise katte TAFEL -kõver, mis on kaetud erinevate nano lisanditega pärast elektrokeemilist korrosiooni 19 tunni jooksul. Elektrokeemilise korrosioonitesti põhjal saadud korrosioonipinge, korrosioonivoolu tiheduse ja elektrilise impedantsi testi andmed on toodud tabelis 1.
Alluma
Kui korrosioonivoolu tihedus on väiksem ja korrosioonikindluse efektiivsus on suurem, on katte korrosioonikindluse mõju parem. Jooniselt 3 ja tabelist 1 on näha, et kui korrosioonikoda on 19H, on paljaste metalli maatriksi maksimaalne korrosioonipinge -0,680 V ja maatriksi korrosiooni voolutihedus on ka suurim, ulatudes 2,890 × 10-6 A -ni. /cm2。 Puhta alumiiniumoksiidi keraamilise kattega kaetud korrosiooni voolutihedus vähenes 78% -ni ja PE 22,01%. See näitab, et keraamiline kate mängib paremat kaitserolli ja võib parandada katte korrosioonikindlust neutraalses elektrolüüdis.
Kui kattele lisati 0,2% MWNT-COOH-SDBS ehk 0,2% grafeeni, vähenes korrosiooni voolutihedus, resistentsus suurenes ja katte korrosiooniresistentsus paranes veelgi, PE oli vastavalt 38,48% ja 40,10%. Kui pind on kaetud 0,2% MWNT-COOH-SDB-de ja 0,2% grafeeniga segatud alumiiniumoksiidi kattega, väheneb korrosioonivool veelgi 2,890 × 10-6 A / cm2-lt kuni 1,536 × 10-6 a / cm2, mis on maksimaalne takistus väärtus, suurenenud 11388 Ω -lt 28079 Ω -ni ja katte PE võib ulatuda 46,85%-ni. See näitab, et ettevalmistatud sihtproduktil on hea korrosioonikindlus ning süsiniknanotorude ja grafeeni sünergistlik toime võib tõhusalt parandada keraamilise katte korrosioonikindlust.
4. Leotusaja mõju kattetakistusele
Katja korrosioonikindluse edasiseks uurimiseks, võttes arvesse proovi sukeldamisaja mõju katses, saadakse nelja kattekihi resistentsuse muutuste kõverad erineval sukeldamisajal, nagu on näidatud joonisel joonisel 4.
Alluma
Kaalust (10 tundi) esialgses etapis on katte hea tiheduse ja struktuuri tõttu elektrolüüti keeruline kattesse sukelduda. Sel ajal näitab keraamiline kattekiht kõrge vastupidavus. Pärast teatud aja jooksul leotamist väheneb resistentsus märkimisväärselt, kuna aja möödudes moodustab elektrolüüt järk -järgult korrosioonikanali katte pooride ja pragude kaudu ning tungib maatriksisse, mille tulemuseks Katmine.
Teises etapis, kui korrosioonitooted suurenevad teatud summani, on difusioon blokeeritud ja lõhe järk -järgult blokeeritakse. Samal ajal, kui elektrolüüt tungib siduva aluse kihi / maatriksi sidumisliidesesse, reageerivad veemolekulid maatriksi Fe -elemendiga katte / maatriksi ristmikul, et saada õhuke metalloksiidkile, mis takistab Elektrolüüdi tungimine maatriksisse ja suurendab takistuse väärtust. Kui paljas metalli maatriks on elektrokeemiliselt korrodeerunud, toodetakse suurem osa rohelise flokulentse sademega elektrolüüdi põhjas. Elektrolüütiline lahus ei muutnud kattega proovi elektrolüüsimisel värvi, mis võib tõestada ülaltoodud keemilise reaktsiooni olemasolu.
Lühikese leotamisaja ja suurte väliste mõjufaktorite tõttu analüüsitakse elektrokeemiliste parameetrite täpse muutumise suhte edasiseks saamiseks 19 h ja 19,5 tundi Tafel kõveraid. Zsimpwini analüüsitarkvara abil saadud korrosioonivoolu tihedus ja takistus on toodud tabelis 2. On leitud, et kui 19 tundi leotatakse, võrreldes palja substraadiga, on puhta alumiiniumoksiidi ja alumiiniumoksiidi komposiitkatted sisaldavad nano lisaaineid sisaldavad korrosioonivoolu tihedus väiksem ja takistuse väärtus on suurem. Süsiniknanotorusid ja grafeeni sisaldavate keraamiliste kattekihtide resistentsuse väärtus on peaaegu sama, samas kui süsiniknanotorude ja grafeenkomposiitmaterjalide kattestruktuur on märkimisväärselt paranenud, see on tingitud sellest, et ühemõõtmeliste süsinik nanotorude ja kahemõõtmeliste grafeenide sünergistlik toime ja kahemõõtmeline toime parandab materjali korrosioonikindlust.
Sukeldamisaja (19,5 h) suurenemisega suureneb palja substraadi vastupidavus, mis näitab, et see on korrosiooni teises etapis ja metalloksiidkile tekitatakse substraadi pinnal. Sarnaselt suureneb aja suurenemisega ka puhta alumiiniumoksiidi keraamilise kattekihi resistentsus, mis näitab, et sel ajal, kuigi keraamilise kattekihi aeglustub, on elektrolüüt tunginud katte / maatriksi sidumisliidesesse ja tootnud oksiidkilet ja tootnud oksiidkile keemilise reaktsiooni kaudu.
Võrreldes 0,2% MWNT-COOH-SDB-de sisaldava alumiiniumoksiidi kattega, 0,2% grafeeni sisaldava alumiiniumoksiidi kattega ja 0,2% MWNT-COOH-SDBS-i ja 0,2% grafeeni sisaldava alumiiniumoksiidi kattega, vähenes kattetakistus aja suurenemisega, vähenes märkimisväärselt, vähenes, vähenes, vähenes, vähenes, vähenes, vähenes, vähenes, vähenes, vähenes, vähenes, vähenes, vähenes, vähenes, vähenes, vähenes, vähenes, vähenes, vähenes, vähenes, vähenes aja suurenemisega 22,94%, vastavalt 25,60% ja 9,61%, mis näitab, et elektrolüüt ei tunginud liigesse Kate ja substraat sel ajal on see põhjus, et süsiniknanotorude ja grafeeni struktuur blokeerib elektrolüüdi allapoole tungimist, kaitstes sellega maatriksit. Nende kahe sünergistlik mõju on veel kontrollitud. Kahte nanomaterjali sisaldaval kattel on parem korrosioonikindlus.
Tafeli kõvera ja elektrilise impedantsi väärtuse muutuste kõvera kaudu leitakse, et alumiiniumoksiidi keraamiline kate grafeeni, süsiniknanotorude ja nende seguga võib parandada metallimaatriksi korrosioonikindlust ja nende kahe sünergiline toime võib korrosiooni veelgi parandada Kiimilise keraamilise katte vastupidavus. Nano -lisandite mõju katte korrosioonikindlusele edasiseks uurimiseks täheldati katte mikropinna morfoloogiat pärast korrosiooni.
Alluma
Joonis 5 (A1, A2, B1, B2) näitab paljastatud 304 roostevabast terasest ja kaetud puhta alumiiniumoksiidi keraamika pinna morfoloogiat erineva suurendusega pärast korrosiooni. Joonis 5 (A2) näitab, et pind pärast korrosiooni muutub karedaks. Palja substraadi jaoks ilmuvad pärast elektrolüüti sukeldamist pinnale mitu suurt korrosioonikoe, mis näitab, et palja metalli maatriksi korrosioonikindlus on halb ja elektrolüüti on lihtne maatriksisse tungida. Puhta alumiiniumoksiidi keraamilise katte puhul, nagu on näidatud joonisel 5 (B2), ehkki pärast korrosiooni genereeritakse poorsed korrosioonikanalid, blokeerib puhta alumiiniumoksiidi keraamilise katte suhteliselt tihe struktuur ja suurepärane korrosioonikindlus tõhusalt elektrolüüdi sissetungi, mis seletab Alumiiniumoksiidi keraamilise katte impedantsi tõhus parandamine.
Alluma
MWNT-COOH-SDB-de pinna morfoloogia, 0,2% grafeeni ja katteid sisaldavad katted, mis sisaldavad 0,2% MWNT-COOH-SDB-sid ja 0,2% grafeeni. On näha, et kahel joonisel 6 (B2 ja C2) sisaldavad katted on tasane struktuur, katte osakeste seondumine on tihe ja täitematerjali osakesed on tihedalt mähitud liimiga. Kuigi pind on elektrolüüt erodeeritud, moodustuvad vähem poorikanalid. Pärast korrosiooni on kattepind tihe ja defektstruktuure on vähe. Joonise 6 (A1, A2) jaoks on MWNT-CooH-SDB-de omaduste tõttu kattekiht enne korrosiooni ühtlaselt jaotunud poorne struktuur. Pärast korrosiooni muutuvad algse osa poorid kitsaks ja pikaks ning kanal süveneb. Võrreldes joonisega 6 (B2, C2) on struktuuril rohkem defekte, mis on kooskõlas elektrokeemilise korrosioonikatsest saadud kattetakistuse väärtuse suuruse jaotusega. See näitab, et grafeeni sisaldaval alumiiniumoksiidi keraamilisel kattel, eriti grafeeni ja süsiniknanotoru segul, on parim korrosioonikindlus. Selle põhjuseks on asjaolu, et süsiniknanotoru ja grafeeni struktuur suudab pragude difusiooni tõhusalt blokeerida ja maatriksit kaitsta.
5. arutelu ja kokkuvõte
Süsiniknanotorude ja grafeeni lisandite korrosioonikindluse testi kaudu alumiiniumoksiidi keraamilisel kattel ja katte pinna mikrostruktuuri analüüsimisel tehakse järgmised järeldused:
(1) Kui korrosiooniaeg oli 19 h, lisades 0,2% hübriidse süsinik nanotoru + 0,2% grafeeniga segatud materjali alumiiniumoksiidi keraamilise katte, suurenes korrosioonivoolutihedus 2,890 × 10-6 A / cm2-lt kuni 1,536 × 10-6 a / × 10-6 a / × 10-6 a / × 10-6 cm2, elektrilise impedantsi suurendatakse 11388 Ω -lt 28079 Ω -ni ja korrosioonikindluse efektiivsus on Suurim, 46,85%. Võrreldes puhta alumiiniumoksiidi keraamilise kattega on grafeeni ja süsiniknanotorudega komposiitkattel parem korrosioonikindlus.
(2) Elektrolüütide sukeldamisaja suurenemisega tungib elektrolüüt katte / substraadi liigesepinnale, et saada metalloksiidkile, mis takistab elektrolüüdi tungimist substraadisse. Elektriline impedants väheneb kõigepealt ja seejärel suureneb ning puhta alumiiniumoksiidi keraamilise katte korrosioonikindlus on halb. Süsiniknanotorude ja grafeeni struktuur ja sünergia blokeerisid elektrolüütide allapoole tungimise. 19,5 tundi leotamisel vähenes nanomaterjale sisaldava katte elektriline takistus vastavalt 22,94%, 25,60% ja 9,61% ning katte korrosioonikindlus oli hea.
6. Katmise korrosioonikindluse mõjumehhanism
Tafeli kõvera ja elektrilise impedantsi väärtuse muutuste kõvera kaudu leitakse, et alumiiniumoksiidi keraamiline kate grafeeni, süsiniknanotorude ja nende seguga võib parandada metallimaatriksi korrosioonikindlust ja nende kahe sünergiline toime võib korrosiooni veelgi parandada Kiimilise keraamilise katte vastupidavus. Nano -lisandite mõju katte korrosioonikindlusele edasiseks uurimiseks täheldati katte mikropinna morfoloogiat pärast korrosiooni.
Joonis 5 (A1, A2, B1, B2) näitab paljastatud 304 roostevabast terasest ja kaetud puhta alumiiniumoksiidi keraamika pinna morfoloogiat erineva suurendusega pärast korrosiooni. Joonis 5 (A2) näitab, et pind pärast korrosiooni muutub karedaks. Palja substraadi jaoks ilmuvad pärast elektrolüüti sukeldamist pinnale mitu suurt korrosioonikoe, mis näitab, et palja metalli maatriksi korrosioonikindlus on halb ja elektrolüüti on lihtne maatriksisse tungida. Puhta alumiiniumoksiidi keraamilise katte puhul, nagu on näidatud joonisel 5 (B2), ehkki pärast korrosiooni genereeritakse poorsed korrosioonikanalid, blokeerib puhta alumiiniumoksiidi keraamilise katte suhteliselt tihe struktuur ja suurepärane korrosioonikindlus tõhusalt elektrolüüdi sissetungi, mis seletab Alumiiniumoksiidi keraamilise katte impedantsi tõhus parandamine.
MWNT-COOH-SDB-de pinna morfoloogia, 0,2% grafeeni ja katteid sisaldavad katted, mis sisaldavad 0,2% MWNT-COOH-SDB-sid ja 0,2% grafeeni. On näha, et kahel joonisel 6 (B2 ja C2) sisaldavad katted on tasane struktuur, katte osakeste seondumine on tihe ja täitematerjali osakesed on tihedalt mähitud liimiga. Kuigi pind on elektrolüüt erodeeritud, moodustuvad vähem poorikanalid. Pärast korrosiooni on kattepind tihe ja defektstruktuure on vähe. Joonise 6 (A1, A2) jaoks on MWNT-CooH-SDB-de omaduste tõttu kattekiht enne korrosiooni ühtlaselt jaotunud poorne struktuur. Pärast korrosiooni muutuvad algse osa poorid kitsaks ja pikaks ning kanal süveneb. Võrreldes joonisega 6 (B2, C2) on struktuuril rohkem defekte, mis on kooskõlas elektrokeemilise korrosioonikatsest saadud kattetakistuse väärtuse suuruse jaotusega. See näitab, et grafeeni sisaldaval alumiiniumoksiidi keraamilisel kattel, eriti grafeeni ja süsiniknanotoru segul, on parim korrosioonikindlus. Selle põhjuseks on asjaolu, et süsiniknanotoru ja grafeeni struktuur suudab pragude difusiooni tõhusalt blokeerida ja maatriksit kaitsta.
7. Arutelu ja kokkuvõte
Süsiniknanotorude ja grafeeni lisandite korrosioonikindluse testi kaudu alumiiniumoksiidi keraamilisel kattel ja katte pinna mikrostruktuuri analüüsimisel tehakse järgmised järeldused:
(1) Kui korrosiooniaeg oli 19 h, lisades 0,2% hübriidse süsinik nanotoru + 0,2% grafeeniga segatud materjali alumiiniumoksiidi keraamilise katte, suurenes korrosioonivoolutihedus 2,890 × 10-6 A / cm2-lt kuni 1,536 × 10-6 a / × 10-6 a / × 10-6 a / × 10-6 cm2, elektrilise impedantsi suurendatakse 11388 Ω -lt 28079 Ω -ni ja korrosioonikindluse efektiivsus on Suurim, 46,85%. Võrreldes puhta alumiiniumoksiidi keraamilise kattega on grafeeni ja süsiniknanotorudega komposiitkattel parem korrosioonikindlus.
(2) Elektrolüütide sukeldamisaja suurenemisega tungib elektrolüüt katte / substraadi liigesepinnale, et saada metalloksiidkile, mis takistab elektrolüüdi tungimist substraadisse. Elektriline impedants väheneb kõigepealt ja seejärel suureneb ning puhta alumiiniumoksiidi keraamilise katte korrosioonikindlus on halb. Süsiniknanotorude ja grafeeni struktuur ja sünergia blokeerisid elektrolüütide allapoole tungimise. 19,5 tundi leotamisel vähenes nanomaterjale sisaldava katte elektriline takistus vastavalt 22,94%, 25,60% ja 9,61% ning katte korrosioonikindlus oli hea.
(3) Süsiniknanotorude omaduste tõttu on ainult süsiniknanotorudega lisatud kattel enne korrosiooni ühtlaselt jaotunud poorne struktuur. Pärast korrosiooni muutuvad algse osa poorid kitsaks ja pikaks ning kanalid süvenevad. Grafeeni sisaldaval kattel on enne korrosiooni tasane struktuur, katte osakeste kombinatsioon on lähedal ja agregaatosakesed on kleepumisega tihedalt mähitud. Kuigi pind on pärast korrosiooni elektrolüüt erodeeritud, on pooride kanaleid vähe ja struktuur on endiselt tihe. Süsiniknanotorude ja grafeeni struktuur võib pragude paljunemist tõhusalt blokeerida ja maatriksit kaitsta.
Postiaeg: märts 09-2022