1. Pārklājuma sagatavošana
Lai atvieglotu vēlāku elektroķīmisko testu, kā pamatni tiek izvēlēts 30 mm × 4 mm 304 nerūsējošais tērauds. Polis un noņemiet atlikušo oksīda slāni un rūsas plankumus uz pamatnes virsmas ar smilšpapīru, ielieciet tos vārglāzē, kas satur acetonu, apstrādājiet traipus uz substrāta virsmas ar BG-06C ultraskaņas tīrītāju Bangjie Electronics Company 20 minūtes, noņemiet Metāla pamatnes virsmas ar spirtu un destilētu ūdeni nodiluma gruveši un nosusiniet tos ar pūtēju. Pēc tam proporcionāli tika sagatavoti alumīnija oksīds (AL2O3), grafēns un hibrīda oglekļa nanocaurulīte (MWNT-COOOHSDBS) (100: 0: 0, 99,8: 0,2: 0, 99,8: 0: 0,2, 99,6: 0,2: 0,2), un ievietots Bumbas dzirnavas (Nanjing Nanda instrumentu rūpnīcas QM-3SP2) bumbiņu frēzēšanai un sajaukšanai. Bumbas dzirnavu rotējošais ātrums tika iestatīts uz 220 r / min, un bumbiņas dzirnavas tika pagrieztas
Pēc lodīšu malšanas lodīšu frēzēšanas tvertnes rotācijas ātrumu iestatiet 1/2 pārmaiņus pēc lodīšu frēzēšanas pabeigšanas, un lodīšu frēzēšanas tvertnes rotācijas ātrumu iestatiet 1/2 pārmaiņus pēc lodīšu frēzēšanas pabeigšanas. Bumbas slīpēto keramikas agregātu un saistvielu vienmērīgi sajauc saskaņā ar masas daļu 1,0 ∶ 0,8. Visbeidzot, līmes keramikas pārklājums tika iegūts, sacietēšanas procesā.
2. Korozijas tests
Šajā pētījumā elektroķīmiskās korozijas tests pieņem Šanhajas Čenhua chi660e elektroķīmisko darbstaciju, un testā tiek pieņemta trīs elektrodu testa sistēma. Platīna elektrods ir papildu elektrods, sudraba sudraba hlorīda elektrods ir atsauces elektrods, un pārklātais paraugs ir darba elektrods ar efektīvu iedarbības laukumu 1 cm2. Pievienojiet atsauces elektrodu, darba elektrodu un papildu elektrodu elektrolītiskajā šūnā ar instrumentu, kā parādīts 1. un 2. attēlā. Pirms testa iemērciet paraugu elektrolītā, kas ir 3,5% NaCl šķīdums.
3. Pārklājumu elektroķīmiskās korozijas analīze
3. attēlā parādīta tafela līkne ar nepārklātu substrāta un keramikas pārklājumu, kas pārklāts ar dažādām nano piedevām pēc elektroķīmiskās korozijas 19h. Korozijas spriegums, korozijas strāvas blīvums un elektriskās pretestības testa dati, kas iegūti no elektroķīmiskās korozijas testa, ir parādīti 1. tabulā.
Iesniegt
Ja korozijas strāvas blīvums ir mazāks un korozijas pretestības efektivitāte ir augstāka, pārklājuma korozijas izturības efekts ir labāks. No 3. un 1. tabulas var redzēt, ka tad, kad korozijas laiks ir 19h, maksimālais kailā metāla matricas korozijas spriegums ir -0,680 V, un matricas korozijas strāvas blīvums ir arī lielākais, sasniedzot 2,890 × 10-6 A a /cm2。 Pārklājot ar tīru alumīnija oksīda keramikas pārklājumu, korozijas strāvas blīvums samazinājās līdz 78% un PE bija 22,01%. Tas parāda, ka keramikas pārklājumam ir labāka aizsargājoša loma un tas var uzlabot pārklājuma izturību pret koroziju neitrālā elektrolītā.
Kad pārklājumam tika pievienots 0,2% MWNT-COOH-SDB vai 0,2% grafēns, korozijas strāvas blīvums samazinājās, pretestība palielinājās un pārklājuma korozijas izturība tika vēl vairāk uzlabota, PE attiecīgi 38,48% un 40,10%. Kad virsma ir pārklāta ar 0,2% MWNT-COOH-SDB un 0,2% grafēna jaukta alumīnija oksīda pārklājumu, korozijas strāvu vēl vairāk samazina no 2,890 × 10-6 A / cm2 līdz 1,536 × 10-6 A / vērtība, palielināta no 11388 Ω līdz 28079 Ω, un pārklājuma PE var sasniegt 46,85%. Tas parāda, ka sagatavotajam mērķa produktam ir laba izturība pret koroziju, un oglekļa nanocauruļu un grafēna sinerģiskā iedarbība var efektīvi uzlabot keramikas pārklājuma izturību pret koroziju.
4. Mērcēšanas laika ietekme uz pretestību
Lai vēl vairāk izpētītu pārklājuma izturību pret koroziju, ņemot vērā parauga iegremdēšanas laika ietekmi elektrolītā testā, tiek iegūtas četru pārklājumu izturības izmaiņu līknes dažādos iegremdēšanas laikā, kā parādīts attēlā 4.
Iesniegt
Iegremdēšanas sākotnējā posmā (10 stundas), pateicoties pārklājuma labā blīvumam un struktūrai, elektrolītu ir grūti iegremdēt pārklājumā. Šajā laikā keramikas pārklājums parāda augstu pretestību. Pēc mērcēšanas uz noteiktu laiku pretestība ievērojami samazinās, jo, laika gaitā elektrolīts pakāpeniski veido korozijas kanālu caur porām un plaisām pārklājumā un iekļūst matricā, kā rezultātā ievērojami samazinās pretestība pretestībai pie pretestības pretestībai pretestībai pretestībai pretestībai pretestībai pretestībai pretestībai pretestībai pretestībai pretestībai pretestība pretestībai pretestībai pretestība pretestībai pretestībai pretestībai pretestībai pretestībai pretestībai pretestībai pretestība pretestība pretestībai pretestība pretestība pēc pretestības pretestību pārklājums.
Otrajā posmā, kad korozijas produkti palielinās līdz noteiktam daudzumam, difūzija tiek bloķēta un sprauga tiek pakāpeniski bloķēta. Tajā pašā laikā, kad elektrolīts iekļūst savienojošā apakšējā slāņa / matricas savienošanas saskarnē, ūdens molekulas reaģēs ar Fe elementu matricā pārklājuma / matricas savienojumā, lai iegūtu plānu metāla oksīda plēvi, kas kavē to Elektrolīta iespiešanās matricā un palielina pretestības vērtību. Kad kailā metāla matrica ir elektroķīmiski korozija, lielāko daļu zaļo flokulentu nokrišņu ražo elektrolīta apakšā. Elektrolītiskais šķīdums nemainīja krāsu, elektrolizējot pārklāto paraugu, kas var pierādīt iepriekšminētās ķīmiskās reakcijas esamību.
Sakarā ar īso mērcēšanas laiku un lielajiem ārējās ietekmes faktoriem, lai turpinātu iegūt precīzu elektroķīmisko parametru izmaiņu saistību, tiek analizētas Tafel līknes 19 stundu un 19,5 h. Korozijas strāvas blīvums un pretestība, kas iegūta, izmantojot Zsimpwin analīzes programmatūru, ir parādīti 2. tabulā. Var secināt, ka, iemērcot 19 stundas, salīdzinot ar kailo substrātu, tīrā alumīnija oksīda korozijas strāvas blīvums ir nano piedevu korozijas strāvas blīvums. mazāka un pretestības vērtība ir lielāka. Keramikas pārklājuma, kas satur oglekļa nanocaurules un pārklājuma saturošo grafēnu, pretestības vērtība ir gandrīz tāda pati, savukārt pārklājuma struktūra ar oglekļa nanocaurulēm un grafēna kompozītmateriāliem ir ievērojami uzlabota, tas notiek tāpēc, ka viendimensiju oglekļa nanocaurules sinerģiskā iedarbība un divdimensionālā grafēna sinerģiskā iedarbība un divdimensionālā grafēna sinerģiskā ietekme Uzlabo materiāla izturību pret koroziju.
Palielinoties iegremdēšanas laikam (19,5 h), uz substrāta virsmas tiek ražota kailās substrāta pretestība, norādot, ka tā ir korozijas otrajā posmā un metāla oksīda plēve. Similarly, with the increase of time, the resistance of pure alumina ceramic coating also increases, indicating that at this time, although there is the slowing effect of ceramic coating, the electrolyte has penetrated the bonding interface of coating / matrix, and produced oxide film caur ķīmisko reakciju.
Compared with the alumina coating containing 0.2% mwnt-cooh-sdbs, the alumina coating containing 0.2% graphene and the alumina coating containing 0.2% mwnt-cooh-sdbs and 0.2% graphene, the coating resistance decreased significantly with the increase of time, decreased attiecīgi par 22,94%, 25,60% un 9,61%, norādot, ka elektrolīts nav iekļuvis savienojumā starp Pārklājums un substrāts šajā laikā notiek tāpēc, ka oglekļa nanocaurules un grafēna struktūra bloķē elektrolīta iespiešanos uz leju, tādējādi aizsargājot matricu. Abu sinerģiskais efekts tiek vēl vairāk pārbaudīts. Pārklājumam, kas satur divus nano materiālus, ir labāka izturība pret koroziju.
Izmantojot Tafel līkni un elektriskās pretestības vērtības maiņas līkni, tiek atklāts, ka alumīnija oksīda keramikas pārklājums ar grafēnu, oglekļa nanocaurulēm un to maisījums var uzlabot metāla matricas izturību pret koroziju, un abu sinerģiskais efekts var vēl vairāk uzlabot koroziju Līmes keramikas pārklājuma izturība. Lai vēl vairāk izpētītu nano piedevu ietekmi uz pārklājuma korozijas izturību, pārklājuma mikro virsmas morfoloģija pēc korozijas tika novērota.
Iesniegt
5. attēlā (A1, A2, B1, B2) parādīta pakļautā 304 nerūsējošā tērauda virsmas morfoloģija un pārklāta tīra alumīnija oksīda keramika ar dažādu palielinājumu pēc korozijas. 5. attēlā (A2) parādīts, ka virsma pēc korozijas kļūst raupja. Kailai substrātam pēc iegremdēšanas elektrolītā uz virsmas parādās vairākas lielas korozijas bedres, norādot, ka kailā metāla matricas korozijas izturība ir slikta un elektrolītu ir viegli iekļūt matricā. For pure alumina ceramic coating, as shown in Figure 5 (B2), although porous corrosion channels are generated after corrosion, the relatively dense structure and excellent corrosion resistance of pure alumina ceramic coating effectively block the invasion of electrolyte, which explains the reason for the Efektīvs alumīnija oksīda keramikas pārklājuma pretestības uzlabojums.
Iesniegt
MWNT-COOH-SDB virsmas morfoloģija, pārklājumi, kas satur 0,2% grafēna un pārklājumu, kas satur 0,2% MWNT-COOH-SDB un 0,2% grafēna. Var redzēt, ka diviem pārklājumiem, kas satur grafēnu 6. attēlā (B2 un C2), ir plakana struktūra, saistīšana starp pārklājuma daļiņām ir stingri, un agregāta daļiņas ir cieši iesaiņotas līmlentē. Lai arī virsmu iznīcina elektrolīts, veidojas mazāk poru kanālu. Pēc korozijas pārklājuma virsma ir blīva, un ir maz defektu struktūru. 6. attēlā (A1, A2) MWNT-COOH-SDB īpašību dēļ pārklājums pirms korozijas ir vienmērīgi sadalīta poraina struktūra. Pēc korozijas sākotnējās daļas poras kļūst šauras un garas, un kanāls kļūst dziļāks. Salīdzinot ar 6. attēlu (B2, C2), struktūrai ir vairāk defektu, kas atbilst pārklājuma pretestības vērtības lieluma sadalījumam, kas iegūts no elektroķīmiskās korozijas testa. Tas parāda, ka alumīnija oksīda keramikas pārklājumam, kas satur grafēnu, it īpaši grafēna un oglekļa nanocaurules maisījumam, ir vislabākā izturība pret koroziju. Tas notiek tāpēc, ka oglekļa nanocaurules un grafēna struktūra var efektīvi bloķēt plaisas difūziju un aizsargāt matricu.
5. Diskusija un kopsavilkums
Izmantojot oglekļa nanocauruļu un grafēna piedevu pretestības testu alumīnija oksīda keramikas pārklājumā un pārklājuma virsmas mikrostruktūras analīzei, tiek izdarīti šādi secinājumi:
(1) Kad korozijas laiks bija 19 stundas, pievienojot 0,2% hibrīda oglekļa nanocaurules + 0,2% grafēna sajaukta materiāla alumīnija oksīda keramikas pārklājumu, korozijas strāvas blīvums palielinājās no 2,890 × 10-6 A / cm2 līdz 1,536 × 10-6 a / a / CM2, elektriskā pretestība tiek palielināta no 11388 Ω līdz 28079 Ω, un korozijas pretestības efektivitāte ir lielākais, 46,85%. Salīdzinot ar tīru alumīnija oksīda keramikas pārklājumu, kompozītmateriāla pārklājumam ar grafēna un oglekļa nanocaurulēm ir labāka izturība pret koroziju.
(2) Palielinoties elektrolīta iegremdēšanas laikam, elektrolīts iekļūst pārklājuma / substrāta locītavas virsmā, lai iegūtu metāla oksīda plēvi, kas kavē elektrolīta iekļūšanu substrātā. Elektriskā pretestība vispirms samazinās un pēc tam palielinās, un tīrā alumīnija oksīda keramikas pārklājuma izturība pret koroziju ir slikta. Oglekļa nanocauruļu un grafēna struktūra un sinerģija bloķēja elektrolīta iespiešanos uz leju. Mērcējot 19,5 stundas, pārklājuma saturošo nano materiālu elektriskā pretestība samazinājās attiecīgi par 22,94%, 25,60% un 9,61%, un pārklājuma korozijas izturība bija laba.
6. ietekmes mehānisms korozijas pretestības pārklāšanai
Izmantojot Tafel līkni un elektriskās pretestības vērtības maiņas līkni, tiek atklāts, ka alumīnija oksīda keramikas pārklājums ar grafēnu, oglekļa nanocaurulēm un to maisījums var uzlabot metāla matricas izturību pret koroziju, un abu sinerģiskais efekts var vēl vairāk uzlabot koroziju Līmes keramikas pārklājuma izturība. Lai vēl vairāk izpētītu nano piedevu ietekmi uz pārklājuma korozijas izturību, pārklājuma mikro virsmas morfoloģija pēc korozijas tika novērota.
5. attēlā (A1, A2, B1, B2) parādīta pakļautā 304 nerūsējošā tērauda virsmas morfoloģija un pārklāta tīra alumīnija oksīda keramika ar dažādu palielinājumu pēc korozijas. 5. attēlā (A2) parādīts, ka virsma pēc korozijas kļūst raupja. Kailai substrātam pēc iegremdēšanas elektrolītā uz virsmas parādās vairākas lielas korozijas bedres, norādot, ka kailā metāla matricas korozijas izturība ir slikta un elektrolītu ir viegli iekļūt matricā. For pure alumina ceramic coating, as shown in Figure 5 (B2), although porous corrosion channels are generated after corrosion, the relatively dense structure and excellent corrosion resistance of pure alumina ceramic coating effectively block the invasion of electrolyte, which explains the reason for the Efektīvs alumīnija oksīda keramikas pārklājuma pretestības uzlabojums.
MWNT-COOH-SDB virsmas morfoloģija, pārklājumi, kas satur 0,2% grafēna un pārklājumu, kas satur 0,2% MWNT-COOH-SDB un 0,2% grafēna. Var redzēt, ka diviem pārklājumiem, kas satur grafēnu 6. attēlā (B2 un C2), ir plakana struktūra, saistīšana starp pārklājuma daļiņām ir stingri, un agregāta daļiņas ir cieši iesaiņotas līmlentē. Lai arī virsmu iznīcina elektrolīts, veidojas mazāk poru kanālu. Pēc korozijas pārklājuma virsma ir blīva, un ir maz defektu struktūru. 6. attēlā (A1, A2) MWNT-COOH-SDB īpašību dēļ pārklājums pirms korozijas ir vienmērīgi sadalīta poraina struktūra. Pēc korozijas sākotnējās daļas poras kļūst šauras un garas, un kanāls kļūst dziļāks. Salīdzinot ar 6. attēlu (B2, C2), struktūrai ir vairāk defektu, kas atbilst pārklājuma pretestības vērtības lieluma sadalījumam, kas iegūts no elektroķīmiskās korozijas testa. Tas parāda, ka alumīnija oksīda keramikas pārklājumam, kas satur grafēnu, it īpaši grafēna un oglekļa nanocaurules maisījumam, ir vislabākā izturība pret koroziju. Tas notiek tāpēc, ka oglekļa nanocaurules un grafēna struktūra var efektīvi bloķēt plaisas difūziju un aizsargāt matricu.
7. Diskusija un kopsavilkums
Izmantojot oglekļa nanocauruļu un grafēna piedevu pretestības testu alumīnija oksīda keramikas pārklājumā un pārklājuma virsmas mikrostruktūras analīzei, tiek izdarīti šādi secinājumi:
(1) Kad korozijas laiks bija 19 stundas, pievienojot 0,2% hibrīda oglekļa nanocaurules + 0,2% grafēna sajaukta materiāla alumīnija oksīda keramikas pārklājumu, korozijas strāvas blīvums palielinājās no 2,890 × 10-6 A / cm2 līdz 1,536 × 10-6 a / a / CM2, elektriskā pretestība tiek palielināta no 11388 Ω līdz 28079 Ω, un korozijas pretestības efektivitāte ir lielākais, 46,85%. Salīdzinot ar tīru alumīnija oksīda keramikas pārklājumu, kompozītmateriāla pārklājumam ar grafēna un oglekļa nanocaurulēm ir labāka izturība pret koroziju.
(2) Palielinoties elektrolīta iegremdēšanas laikam, elektrolīts iekļūst pārklājuma / substrāta locītavas virsmā, lai iegūtu metāla oksīda plēvi, kas kavē elektrolīta iekļūšanu substrātā. Elektriskā pretestība vispirms samazinās un pēc tam palielinās, un tīrā alumīnija oksīda keramikas pārklājuma izturība pret koroziju ir slikta. Oglekļa nanocauruļu un grafēna struktūra un sinerģija bloķēja elektrolīta iespiešanos uz leju. Mērcējot 19,5 stundas, pārklājuma saturošo nano materiālu elektriskā pretestība samazinājās attiecīgi par 22,94%, 25,60% un 9,61%, un pārklājuma korozijas izturība bija laba.
(3) Sakarā ar oglekļa nanocauruļu īpašībām, tikai ar oglekļa nanocaurulēm pievienoto pārklājumu pirms korozijas ir vienmērīgi sadalīta poraina struktūra. Pēc korozijas sākotnējās daļas poras kļūst šauras un garas, un kanāli kļūst dziļāki. Pārklājumam, kas satur grafēnu, pirms korozijas ir plakana struktūra, kombinācija starp daļiņām pārklājumā ir tuvu, un agregāta daļiņas ir cieši iesaiņotas ar līmi. Lai arī pēc korozijas virsmu iznīcina elektrolīts, poru kanālu ir maz, un struktūra joprojām ir blīva. Oglekļa nanocauruļu un grafēna struktūra var efektīvi bloķēt plaisu izplatīšanos un aizsargāt matricu.
Pasta laiks: Mar-09-2022