1. Подготовка за обложување
Со цел да се олесни подоцнежниот електрохемиски тест, како основа е избран 30mm × 4 mm 304 нерѓосувачки челик.Полирајте го и отстранете го преостанатиот оксиден слој и дамките од 'рѓа на површината на подлогата со шкурка, ставете ги во чаша со ацетон, третирајте ги дамките на површината на подлогата со bg-06c ултразвучен чистач на Bangjie electronics Company 20 мин. остатоците од абење на површината на металната подлога со алкохол и дестилирана вода и исушете ги со дувалка.Потоа, алумина (Al2O3), графен и хибридна јаглеродна наноцевка (mwnt-coohsdbs) беа подготвени во сооднос (100: 0: 0, 99.8: 0.2: 0, 99.8: 0: 0.2, 99.6: 0.2: 0.2) и беа ставени во топчеста мелница (qm-3sp2 од фабриката за инструменти Нанџинг НАНДА) за мелење и мешање со топчиња.Брзината на вртење на топчестата мелница беше поставена на 220 R/min, а мелницата со топчиња беше свртена на
По топчестото мелење, поставете ја брзината на вртење на резервоарот за топчесто мелење да биде 1/2 наизменично откако ќе заврши топчестото мелење, а брзината на ротација на резервоарот за топчести мелење поставете ја наизменично 1/2 по завршувањето на топчестото мелење.Топчесто мелениот керамички агрегат и врзивото се мешаат рамномерно според масениот удел од 1,0 ∶ 0,8.Конечно, леплива керамичка обвивка беше добиена со процес на стврднување.
2. Тест за корозија
Во оваа студија, тестот за електрохемиска корозија ја прифаќа електрохемиската работна станица Шангај Ченхуа chi660e, а тестот усвојува систем за тестирање со три електроди.Платинската електрода е помошна електрода, електродата на сребро хлорид е референтна електрода, а обложениот примерок е работната електрода, со ефективна површина на изложеност од 1cm2.Поврзете ја референтната електрода, работната електрода и помошната електрода во електролитната ќелија со инструментот, како што е прикажано на сликите 1 и 2. Пред тестот, натопете го примерокот во електролитот, кој е 3,5% раствор на NaCl.
3. Тафелова анализа на електрохемиска корозија на премази
Сл. 3 ја прикажува Тафеловата крива на необложена подлога и керамичка обвивка обложена со различни нано адитиви по електрохемиска корозија за 19 часа.Податоците од тестот за напонот на корозија, густината на струјата на корозија и електричната импеданса добиени од тестот за електрохемиска корозија се прикажани во Табела 1.
Поднесете
Кога густината на струјата на корозија е помала и ефикасноста на отпорот на корозија е поголема, ефектот на отпорност на корозија на облогата е подобар.Од Слика 3 и табела 1 може да се види дека кога времето на корозија е 19 часа, максималниот напон на корозија на матрицата од гол метал е -0,680 V, а густината на струјата на корозија на матрицата е исто така најголема, достигнувајќи 2,890 × 10-6 А /cm2 . Кога се премачкува со чиста алуминиумска керамичка обвивка, густината на струјата на корозија се намалила на 78%, а PE била 22,01%.Тоа покажува дека керамичкиот слој игра подобра заштитна улога и може да ја подобри отпорноста на корозија на облогата во неутрален електролит.
Кога на облогата беше додаден 0,2% mwnt-cooh-sdbs или 0,2% графен, густината на струјата на корозија се намали, отпорот се зголеми и отпорноста на корозија на облогата беше дополнително подобрена, со PE од 38,48% и 40,10%, соодветно.Кога површината е обложена со 0,2% mwnt-cooh-sdbs и 0,2% графин мешан алуминиумски слој, струјата на корозија дополнително се намалува од 2,890 × 10-6 A / cm2 на 1,536 × 10-6 A / cm2, максимална отпорност вредност, зголемена од 11388 Ω на 28079 Ω, а PE на облогата може да достигне 46,85%.Тоа покажува дека подготвениот целен производ има добра отпорност на корозија, а синергетскиот ефект на јаглеродните наноцевки и графенот може ефикасно да ја подобри отпорноста на корозија на керамичката обвивка.
4. Ефект на времето на натопување на импедансата на облогата
Со цел дополнително да се истражи отпорноста на корозија на облогата, земајќи го предвид влијанието на времето на потопување на примерокот во електролитот врз тестот, се добиваат кривите на промена на отпорноста на четирите облоги во различно време на потопување, како што е прикажано на слика 4.
Поднесете
Во почетната фаза на потопување (10 часа), поради добрата густина и структура на облогата, електролитот тешко се потопува во облогата.Во тоа време, керамичката обвивка покажува висока отпорност.По извесен временски период, отпорот значително се намалува, бидејќи со текот на времето, електролитот постепено формира канал за корозија низ порите и пукнатините на облогата и продира во матрицата, што резултира со значително намалување на отпорноста на облогата.
Во втората фаза, кога производите од корозија се зголемуваат до одредена количина, дифузијата е блокирана и јазот постепено се блокира.Во исто време, кога електролитот ќе навлезе во поврзувачкиот интерфејс на долниот слој / матрицата за поврзување, молекулите на водата ќе реагираат со елементот Fe во матрицата на спојот на облогата / матрицата за да произведат тенок метал оксиден филм, што го попречува пенетрација на електролитот во матрицата и ја зголемува вредноста на отпорот.Кога матрицата на голи метали е електрохемиски кородирана, најголемиот дел од зелените флокулентни врнежи се создаваат на дното на електролитот.Електролитскиот раствор не ја променил бојата при електролиза на обложениот примерок, што може да го докаже постоењето на горенаведената хемиска реакција.
Поради краткото време на киснење и големите надворешни фактори на влијание, за дополнително да се добие точната промена на односот на електрохемиските параметри, анализирани се Тафеловите криви од 19 часа и 19,5 часа.Густината на корозивната струја и отпорноста добиени со софтверот за анализа zsimpwin се прикажани во Табела 2. Може да се открие дека кога се натопени 19 часа, во споредба со голата подлога, густината на струјата на корозија на чистата алумина и алуминиумската композитна обвивка која содржи нано адитивни материјали е помали, а вредноста на отпорот е поголема.Вредноста на отпорот на керамичката обвивка која содржи јаглеродни наноцевки и облогата што содржи графен е речиси иста, додека структурата на облогата со јаглеродни наноцевки и графен композитни материјали е значително подобрена, тоа е затоа што синергетскиот ефект на еднодимензионалните јаглеродни наноцевки и дводимензионалниот графен ја подобрува отпорноста на корозија на материјалот.
Со зголемувањето на времето на потопување (19,5 часа), се зголемува отпорот на голиот подлога, што покажува дека е во втор степен на корозија и на површината на подлогата се создава филм од метал оксид.Слично на тоа, со зголемувањето на времето, се зголемува и отпорноста на чисто алуминиумско керамичко обложување, што покажува дека во овој момент, иако постои забавувачки ефект на керамичката обвивка, електролитот навлегол во сврзувачкиот интерфејс на облогата / матрицата и произвел оксиден филм преку хемиска реакција.
Во споредба со облогата од алуминиум кој содржи 0,2% mwnt-cooh-sdbs, облогата од алуминиум која содржи 0,2% графен и облогата од алумина која содржи 0,2% mwnt-cooh-sdbs и 0,2% графен, отпорноста на облогата значително се намалува со зголемувањето на времето, се намалува за 22,94%, 25,60% и 9,61% соодветно, што покажува дека електролитот не навлегол во спојот помеѓу облогата и подлогата во овој момент. матрицата.Синергетскиот ефект на двете е дополнително проверен.Облогата која содржи два нано материјали има подобра отпорност на корозија.
Преку Тафеловата крива и кривата на промена на вредноста на електричната импеданса, откриено е дека алумина керамичката обвивка со графен, јаглеродни наноцевки и нивната мешавина може да ја подобри отпорноста на корозија на металната матрица, а синергетскиот ефект на двете може дополнително да ја подобри корозијата отпорност на леплива керамичка обвивка.Со цел дополнително да се истражи ефектот на нано адитивите врз отпорноста на корозија на облогата, беше забележана микроповршинската морфологија на облогата по корозија.
Поднесете
Слика 5 (A1, A2, B1, B2) ја покажува морфологијата на површината на изложениот 304 нерѓосувачки челик и обложената чиста алумина керамика со различно зголемување по корозија.Слика 5 (А2) покажува дека површината по корозија станува груба.За гола подлога, неколку големи корозивни јами се појавуваат на површината по потопување во електролит, што покажува дека отпорноста на корозија на голи метална матрица е слаба и електролитот лесно се пробива во матрицата.За чисто керамичко обложување со алумина, како што е прикажано на слика 5 (Б2), иако по корозија се создаваат порозни канали за корозија, релативно густата структура и одличната отпорност на корозија на чистата алумина керамичка обвивка ефикасно ја блокираат инвазијата на електролитот, што ја објаснува причината за ефикасно подобрување на импедансата на алумина керамичката обвивка.
Поднесете
Морфологија на површината на mwnt-cooh-sdbs, премази кои содржат 0,2% графен и премази кои содржат 0,2% mwnt-cooh-sdbs и 0,2% графен.Може да се види дека двете облоги кои содржат графен на Слика 6 (B2 и C2) имаат рамна структура, врзувањето помеѓу честичките во облогата е цврсто, а честичките од агрегатот се цврсто обвиткани со лепило.Иако површината е еродирана од електролит, се формираат помалку пори канали.По корозија, површината на облогата е густа и има малку дефектни структури.На слика 6 (A1, A2), поради карактеристиките на mwnt-cooh-sdbs, облогата пред корозија е рамномерно распоредена порозна структура.По корозија, порите на оригиналниот дел стануваат тесни и долги, а каналот станува подлабок.Во споредба со слика 6 (B2, C2), структурата има повеќе дефекти, што е во согласност со дистрибуцијата на големината на вредноста на импедансата на облогата добиена од тестот за електрохемиска корозија.Тоа покажува дека алумина керамичката обвивка која содржи графен, особено мешавината од графен и јаглеродна наноцевка, има најдобра отпорност на корозија.Тоа е затоа што структурата на јаглеродните наноцевки и графенот може ефикасно да ја блокира дифузијата на пукнатината и да ја заштити матрицата.
5. Дискусија и резиме
Преку тестот за отпорност на корозија на јаглеродните наноцевки и графенските адитиви на алумина керамичката обвивка и анализата на површинската микроструктура на облогата, се извлекуваат следните заклучоци:
(1) Кога времето на корозија беше 19 часа, додавајќи 0,2% хибридна јаглеродна наноцевка + 0,2% графин мешан материјал алуминиумска керамичка обвивка, густината на струјата на корозија се зголеми од 2,890 × 10-6 A / cm2 на 1,536 × 10-6 A / cm2, електричната импеданса е зголемена од 11388 Ω на 28079 Ω, а ефикасноста на отпорност на корозија е најголема, 46,85%.Во споредба со чисто керамички облоги од алумина, композитната обвивка со графен и јаглеродни наноцевки има подобра отпорност на корозија.
(2) Со зголемувањето на времето на потопување на електролитот, електролитот продира во заедничката површина на облогата / подлогата за да произведе метален оксид филм, што го попречува пенетрацијата на електролитот во подлогата.Електричната импеданса прво се намалува, а потоа се зголемува, а отпорноста на корозија на чистата алуминиумска керамичка обвивка е слаба.Структурата и синергијата на јаглеродните наноцевки и графенот ја блокираа надолната пенетрација на електролитот.Кога се натопени 19,5 часа, електричната импеданса на облогата што содржи нано материјали се намалила за 22,94%, 25,60% и 9,61%, соодветно, а отпорноста на корозија на облогата била добра.
6. Механизам на влијание на отпорност на корозија на облогата
Преку Тафеловата крива и кривата на промена на вредноста на електричната импеданса, откриено е дека алумина керамичката обвивка со графен, јаглеродни наноцевки и нивната мешавина може да ја подобри отпорноста на корозија на металната матрица, а синергетскиот ефект на двете може дополнително да ја подобри корозијата отпорност на леплива керамичка обвивка.Со цел дополнително да се истражи ефектот на нано адитивите врз отпорноста на корозија на облогата, беше забележана микроповршинската морфологија на облогата по корозија.
Слика 5 (A1, A2, B1, B2) ја покажува морфологијата на површината на изложениот 304 нерѓосувачки челик и обложената чиста алумина керамика со различно зголемување по корозија.Слика 5 (А2) покажува дека површината по корозија станува груба.За гола подлога, неколку големи корозивни јами се појавуваат на површината по потопување во електролит, што покажува дека отпорноста на корозија на голи метална матрица е слаба и електролитот лесно се пробива во матрицата.За чисто керамичко обложување со алумина, како што е прикажано на слика 5 (Б2), иако по корозија се создаваат порозни канали за корозија, релативно густата структура и одличната отпорност на корозија на чистата алумина керамичка обвивка ефикасно ја блокираат инвазијата на електролитот, што ја објаснува причината за ефикасно подобрување на импедансата на алумина керамичката обвивка.
Морфологија на површината на mwnt-cooh-sdbs, премази кои содржат 0,2% графен и премази кои содржат 0,2% mwnt-cooh-sdbs и 0,2% графен.Може да се види дека двете облоги кои содржат графен на Слика 6 (B2 и C2) имаат рамна структура, врзувањето помеѓу честичките во облогата е цврсто, а честичките од агрегатот се цврсто обвиткани со лепило.Иако површината е еродирана од електролит, се формираат помалку пори канали.По корозија, површината на облогата е густа и има малку дефектни структури.На слика 6 (A1, A2), поради карактеристиките на mwnt-cooh-sdbs, облогата пред корозија е рамномерно распоредена порозна структура.По корозија, порите на оригиналниот дел стануваат тесни и долги, а каналот станува подлабок.Во споредба со слика 6 (B2, C2), структурата има повеќе дефекти, што е во согласност со дистрибуцијата на големината на вредноста на импедансата на облогата добиена од тестот за електрохемиска корозија.Тоа покажува дека алумина керамичката обвивка која содржи графен, особено мешавината од графен и јаглеродна наноцевка, има најдобра отпорност на корозија.Тоа е затоа што структурата на јаглеродните наноцевки и графенот може ефикасно да ја блокира дифузијата на пукнатината и да ја заштити матрицата.
7. Дискусија и резиме
Преку тестот за отпорност на корозија на јаглеродните наноцевки и графенските адитиви на алумина керамичката обвивка и анализата на површинската микроструктура на облогата, се извлекуваат следните заклучоци:
(1) Кога времето на корозија беше 19 часа, додавајќи 0,2% хибридна јаглеродна наноцевка + 0,2% графин мешан материјал алуминиумска керамичка обвивка, густината на струјата на корозија се зголеми од 2,890 × 10-6 A / cm2 на 1,536 × 10-6 A / cm2, електричната импеданса е зголемена од 11388 Ω на 28079 Ω, а ефикасноста на отпорност на корозија е најголема, 46,85%.Во споредба со чисто керамички облоги од алумина, композитната обвивка со графен и јаглеродни наноцевки има подобра отпорност на корозија.
(2) Со зголемувањето на времето на потопување на електролитот, електролитот продира во заедничката површина на облогата / подлогата за да произведе метален оксид филм, што го попречува пенетрацијата на електролитот во подлогата.Електричната импеданса прво се намалува, а потоа се зголемува, а отпорноста на корозија на чистата алуминиумска керамичка обвивка е слаба.Структурата и синергијата на јаглеродните наноцевки и графенот ја блокираа надолната пенетрација на електролитот.Кога се натопени 19,5 часа, електричната импеданса на облогата што содржи нано материјали се намалила за 22,94%, 25,60% и 9,61%, соодветно, а отпорноста на корозија на облогата била добра.
(3) Поради карактеристиките на јаглеродните наноцевки, облогата додадена само со јаглеродни наноцевки има рамномерно распоредена порозна структура пред корозија.По корозија, порите на оригиналниот дел стануваат тесни и долги, а каналите стануваат подлабоки.Облогата што содржи графен има рамна структура пред корозија, комбинацијата помеѓу честичките во облогата е блиска, а честичките од агрегатот се цврсто обвиткани со лепило.Иако површината е еродирана од електролит по корозија, има малку пори канали и структурата е сè уште густа.Структурата на јаглеродни наноцевки и графен може ефикасно да го блокира ширењето на пукнатината и да ја заштити матрицата.
Време на објавување: Мар-09-2022 година