1. Підготовка покриття
Для полегшення пізнішого електрохімічного випробування вибирається 30 мм × 4 мм 304 нержавіючої сталі в якості основи. Польсько і видаліть залишковий оксидний шар і іржаві плями на поверхні підкладки наждаком, покладіть їх у склянку, що містить ацетон, обробляйте плями на поверхні підкладки за допомогою ультразвукового очищувача BG-06C компанії Bangjie Electronics Company протягом 20 хв. Сміття зносу на поверхні металевої підкладки з спиртом і дистильованою водою, і висушіть їх повітродувкою. Потім глинозем (Al2O3), графен і гібридна вуглецева нанотрубка (MWNT-COOHSDBS) готували в пропорції (100: 0, 0, 99,8: 0,2: 0, 99,8: 0: 0,2, 99,6: 0,2: 0,2) і вкладають у Кульовий фабрик (QM-3SP2 з фабрики інструментів Nanjing Nanda) для фрезерування м'яча та змішування. Швидкість обертової кульової млини була встановлена на 220 r / хв
Після фрезерного кулі встановіть швидкість обертання кульового фрезерного бака на 1/2 по черзі після завершення фрезерної кулі, і встановіть швидкість обертання кульового фрезерного бака на 1/2 по черзі після завершення фрезерного кулі. Кульовий фрезерний керамічний агрегат і в'яжучий рівномірно змішуються відповідно до масової частки 1,0 ∶ 0,8. Нарешті, клейове керамічне покриття було отримано процесом затвердіння.
2. Тест на корозію
У цьому дослідженні електрохімічний тест на корозію приймає електрохімічну робочу станцію Шанхаї Ченхуа CHI660E, а тест приймає три випробувальну систему електродів. Платиновий електрод - це допоміжний електрод, електрод хлориду срібла - це опорний електрод, а зразок з покриттям - робочий електрод, з ефективною площею експозиції 1 см2. Підключіть опорний електрод, робочий електрод та допоміжний електрод в електролітичній комірці з приладом, як показано на рисунках 1 і 2. Перед тестом замочіть зразок в електроліті, який становить 3,5% розчину NaCl.
3. Тафельний аналіз електрохімічної корозії покриттів
На рис. 3 показана крива тафеля без покриття підкладки та керамічне покриття, покрите різними нано добавками після електрохімічної корозії протягом 19 год. Напруга корозій, щільність струму корозії та дані випробувань на імпеданс електричного імпедансу, отримані з електрохімічного тесту на корозію, показані в таблиці 1.
Подавати
Коли щільність струму корозії менша, а ефективність резистентності до корозії вища, ефект резистентності до корозійного покриття краще. З рисунка 3 та таблиці 1 видно, що коли час корозії становить 19 год, максимальна корозійна напруга матриці оголеного металу становить -0,680 В, а щільність струму корозії матриці також є найбільшою, що досягає 2,890 × 10-6 a /cm2。 При покритті чистого керамічного покриття з глинозему щільність струму корозій зменшилася до 78%, а ПЕ - 22,01%. Це показує, що керамічне покриття відіграє кращу захисну роль і може покращити корозійну стійкість покриття в нейтральному електроліті.
Коли до покриття додавали 0,2% MWNT-COOH-SDB або 0,2% графен, щільність струму корозії зменшилася, опір збільшувався, а резистентність до корозій покриття додатково покращилася, при цьому PE становить 38,48% та 40,10% відповідно. Коли поверхня покрита 0,2% MWNT-COOH-SDBS та 0,2% змішаним графеновим покриттям з змішаним глинозером, струм корозії додатково знижується від 2,890 × 10-6 А / см2 до 1,536 × 10-6 А / см2, максимальний опір, максимальний опір, максимальний опір значення, збільшене з 11388 Ом до 28079 Ом, а ПЕ покриття може досягати 46,85%. Це показує, що підготовлений цільовий продукт має хорошу резистентність до корозії, а синергетичний ефект вуглецевих нанотрубок та графену може ефективно покращити корозійну стійкість керамічного покриття.
4. Вплив часу замочування на імпеданс покриття
Для подальшого вивчення корозійної стійкості покриття, враховуючи вплив часу занурення зразка в електроліт на тест, отримують криві зміни опору чотирьох покриттів у різний час занурення, як показано на малюнку 4.
Подавати
На початковій стадії занурення (10 год), завдяки хорошій щільності та структурі покриття, електроліт важко зануритися в покриття. У цей час керамічне покриття демонструє високу опір. Після замочування протягом певного часу опір значно зменшується, оскільки з проходом часу електроліт поступово утворює корозійний канал через пори та тріщини в покритті і проникає в матрицю, що призводить до значного зниження опору покриття.
На другому етапі, коли продукти корозії збільшуються до певної кількості, дифузія блокується і зазор поступово блокується. У той же час, коли електроліт проникає в інтерфейс зв'язування нижнього шару / матриці, молекули води реагуватимуть з елементом Fe в матриці на перехресті покриття / матрик проникнення електроліту в матрицю і збільшує значення опору. Коли голий металевий матрик є електрохімічно корозійним, більшість зелених флокулентних опадів виробляється на дні електроліту. Електролітичний розчин не змінював колір при електролізії зразка з покриттям, що може довести існування вищевказаної хімічної реакції.
Через короткий час замочування та великі фактори зовнішнього впливу, щоб подальше отримати точну зміну залежності електрохімічних параметрів, аналізуються криві тафель 19 год та 19,5 год. Корозійна щільність струму та резистентність, отримані за допомогою програмного забезпечення для аналізу Zsimpwin, показані в таблиці 2. Можна встановити, що при просоченні протягом 19 год, порівняно з голим підкладкою, щільність струму корозії чистих алюмінічних та глиноземних композитних покриття, що містить нано добавки менший і значення опору більший. Значення резистентності керамічного покриття, що містить вуглецеві нанотрубки та покриття, що містить графен покращує резистентність до корозії матеріалу.
Зі збільшенням часу занурення (19,5 год) стійкість голого підкладки збільшується, що вказує на те, що вона знаходиться на другій стадії корозії, а плівка оксиду металу виробляється на поверхні підкладки. Аналогічно, із збільшенням часу стійкість до керамічного покриття чистого глинозему також збільшується, що свідчить про те, що в цей час, хоча існує уповільняючий ефект керамічного покриття, електроліт проникнув у зв'язок інтерфейсу покриття / матриці та виробляв оксидну плівку, і виробляв оксидну плівку через хімічну реакцію.
Порівняно з покриттям глинозему, що містить 0,2% MWNT-COOH-SDBS, покриття з глиноземом, що містить 0,2% графену та покриття глинозему, що містить 0,2% MWNT-COOH-SDBS та 0,2% графен, резистентність до покриття значно знизилася зі збільшенням часу, зменшився на 22,94%, 25,60% та 9,61% відповідно, що вказує на те, що електроліт не проникав у суглоб Між покриттям і підкладкою в цей час це пояснюється тим, що структура вуглецевих нанотрубок і графен блокує проникнення вниз електроліту, захищаючи тим самим матрицю. Синергетичний ефект двох перевіряється. Покриття, що містить два нано -матеріали, має кращу резистентність до корозії.
Через криву тафелі та криву зміни електричного значення імпедансу встановлено, що керамічне покриття з глинозему з графеном, вуглецеві нанотрубки та їх суміш можуть покращити корозійну стійкість металевої матриці, а синергетичний ефект двох може покращити корозію резистентність клейового керамічного покриття. Для подальшого вивчення впливу нано добавок на корозійну резистентність покриття спостерігалася морфологія мікро поверхні після корозії.
Подавати
На малюнку 5 (A1, A2, B1, B2) показана морфологія поверхні відкритої 304 нержавіючої сталі та покрита чистою керамікою глиноземи при різному збільшенні після корозії. На малюнку 5 (A2) видно, що поверхня після корозії стає шорсткою. Для голого підкладки на поверхні з’являються кілька великих корозійних ям після занурення в електроліт, що вказує на те, що корозійна стійкість матриці гола метал є поганою, а електроліт легко проникнути в матрицю. Для чистого керамічного покриття з глинозему, як показано на малюнку 5 (B2), хоча пористі корозійні канали генеруються після корозії, відносно щільна структура та відмінна корозійна стійкість чистого олуміна керамічного покриття ефективно блокують інвазію електроліту, що пояснює причину для Ефективне вдосконалення імпедансу керамічного покриття з глинозему.
Подавати
Поверхнева морфологія MWNT-COOH-SDBS, покриття, що містять 0,2% графену та покриття, що містять 0,2% MWNT-COOH-SDB та 0,2% графен. Видно, що два покриття, що містять графен на малюнку 6 (B2 і C2), мають плоску структуру, зв'язування між частинками в покритті щільно, а агрегатні частинки щільно загорнуті клеєм. Хоча поверхня розмивається електролітом, утворюються менше порних каналів. Після корозії поверхня покриття щільна і є мало структур дефектів. На малюнку 6 (A1, A2), завдяки характеристикам MWNT-COOH-SDBS, покриття перед корозією є рівномірно розподіленою пористою структурою. Після корозії пори оригінальної частини стають вузькими і довгими, а канал стає глибшим. Порівняно з малюнком 6 (B2, C2), структура має більше дефектів, що відповідає розподілу розміру значення імпедансу покриття, отриманого в результаті електрохімічної корозійної випробування. Це показує, що керамічне покриття з глинозему, що містить графен, особливо суміш графену та вуглецевої нанотрубки, має найкращу резистентність до корозії. Це пояснюється тим, що структура вуглецевої нанотрубки та графену може ефективно блокувати дифузію тріщин і захистити матрицю.
5. Обговорення та резюме
Завдяки тесту на корозійну стійкість вуглецевих нанотрубок та графенових добавок на керамічному покритті з глинозему та аналізу поверхневої мікроструктури покриття зроблені наступні висновки:
(1) Коли час корозії становив 19 год, додавши 0,2% гібридного вуглецевого нанотрубки + 0,2% керамічного покриття з змішаного матеріалу з алюмінією, щільність струму корозії зросла з 2,890 × 10-6 a / cm2 до 1,536 × 10-6 a / / CM2, електричний опір збільшується з 11388 Ом до 28079 Ом, а ефективність стійкості до корозії - це найбільший, 46,85%. Порівняно з чистим керамічним покриттям з глинозему, композитне покриття з графенами та вуглецевими нанотрубками має кращу резистентність до корозії.
(2) Зі збільшенням часу занурення електроліту електроліт проникає в суглобну поверхню покриття / підкладки для отримання плівки оксиду металу, що перешкоджає проникненню електроліту в субстрат. Електричний імпеданс спочатку зменшується, а потім збільшується, а корозійна стійкість чистого керамічного покриття з глиноземи є поганою. Структура та синергія вуглецевих нанотрубок та графен заблокували проникнення вниз електроліту. При просоченому протягом 19,5 год електричний опір покриття, що містить нано матеріалів, зменшився на 22,94%, 25,60% та 9,61% відповідно, а корозійна стійкість покриття була хорошою.
6. Механізм впливу на корозійну стійкість
Через криву тафелі та криву зміни електричного значення імпедансу встановлено, що керамічне покриття з глинозему з графеном, вуглецеві нанотрубки та їх суміш можуть покращити корозійну стійкість металевої матриці, а синергетичний ефект двох може покращити корозію резистентність клейового керамічного покриття. Для подальшого вивчення впливу нано добавок на корозійну резистентність покриття спостерігалася морфологія мікро поверхні після корозії.
На малюнку 5 (A1, A2, B1, B2) показана морфологія поверхні відкритої 304 нержавіючої сталі та покрита чистою керамікою глиноземи при різному збільшенні після корозії. На малюнку 5 (A2) видно, що поверхня після корозії стає шорсткою. Для голого підкладки на поверхні з’являються кілька великих корозійних ям після занурення в електроліт, що вказує на те, що корозійна стійкість матриці гола метал є поганою, а електроліт легко проникнути в матрицю. Для чистого керамічного покриття з глинозему, як показано на малюнку 5 (B2), хоча пористі корозійні канали генеруються після корозії, відносно щільна структура та відмінна корозійна стійкість чистого олуміна керамічного покриття ефективно блокують інвазію електроліту, що пояснює причину для Ефективне вдосконалення імпедансу керамічного покриття з глинозему.
Поверхнева морфологія MWNT-COOH-SDBS, покриття, що містять 0,2% графену та покриття, що містять 0,2% MWNT-COOH-SDB та 0,2% графен. Видно, що два покриття, що містять графен на малюнку 6 (B2 і C2), мають плоску структуру, зв'язування між частинками в покритті щільно, а агрегатні частинки щільно загорнуті клеєм. Хоча поверхня розмивається електролітом, утворюються менше порних каналів. Після корозії поверхня покриття щільна і є мало структур дефектів. На малюнку 6 (A1, A2), завдяки характеристикам MWNT-COOH-SDBS, покриття перед корозією є рівномірно розподіленою пористою структурою. Після корозії пори оригінальної частини стають вузькими і довгими, а канал стає глибшим. Порівняно з малюнком 6 (B2, C2), структура має більше дефектів, що відповідає розподілу розміру значення імпедансу покриття, отриманого в результаті електрохімічної корозійної випробування. Це показує, що керамічне покриття з глинозему, що містить графен, особливо суміш графену та вуглецевої нанотрубки, має найкращу резистентність до корозії. Це пояснюється тим, що структура вуглецевої нанотрубки та графену може ефективно блокувати дифузію тріщин і захистити матрицю.
7. Обговорення та резюме
Завдяки тесту на корозійну стійкість вуглецевих нанотрубок та графенових добавок на керамічному покритті з глинозему та аналізу поверхневої мікроструктури покриття зроблені наступні висновки:
(1) Коли час корозії становив 19 год, додавши 0,2% гібридного вуглецевого нанотрубки + 0,2% керамічного покриття з змішаного матеріалу з алюмінією, щільність струму корозії зросла з 2,890 × 10-6 a / cm2 до 1,536 × 10-6 a / / CM2, електричний опір збільшується з 11388 Ом до 28079 Ом, а ефективність стійкості до корозії - це найбільший, 46,85%. Порівняно з чистим керамічним покриттям з глинозему, композитне покриття з графенами та вуглецевими нанотрубками має кращу резистентність до корозії.
(2) Зі збільшенням часу занурення електроліту електроліт проникає в суглобну поверхню покриття / підкладки для отримання плівки оксиду металу, що перешкоджає проникненню електроліту в субстрат. Електричний імпеданс спочатку зменшується, а потім збільшується, а корозійна стійкість чистого керамічного покриття з глиноземи є поганою. Структура та синергія вуглецевих нанотрубок та графен заблокували проникнення вниз електроліту. При просоченому протягом 19,5 год електричний опір покриття, що містить нано матеріалів, зменшився на 22,94%, 25,60% та 9,61% відповідно, а корозійна стійкість покриття була хорошою.
(3) Через характеристики вуглецевих нанотрубок покриття, додане лише вуглецевими нанотрубками, має рівномірно розподілену пористу структуру перед корозією. Після корозії пори оригінальної частини стають вузькими і довгими, а канали стають глибшими. Покриття, що містить графен, має рівну структуру перед корозією, комбінація між частинками в покритті є близькою, а агрегатні частинки щільно обгорнуті клеєм. Незважаючи на те, що поверхня розмивається електролітом після корозії, пори -канали мало, а структура все ще щільна. Структура вуглецевих нанотрубок та графену може ефективно блокувати розповсюдження тріщин і захистити матрицю.
Час посади: 09-2022 рр.