1. Подготовка на покритие
За да се улесни по -късният електрохимичен тест, 30 mm е избран × 4 mm 304 неръждаема стомана като основа. Поливайте и отстранете остатъчния оксиден слой и петна от ръжда на повърхността на субстрата с шкурка, поставете ги в чаша, съдържаща ацетон, обработете петна по повърхността на субстрата с BG-06c ултразвуков почистващ препарат на Bangjie Electronics Company за 20 минути, извадете Отломките на износване на повърхността на металния субстрат с алкохол и дестилирана вода и ги изсушете с вентилатор. След това се приготвят алуминиев оксид (Al2O3), графен и хибриден въглероден нанотръб (MWNT-COOHSDBS) (100: 0: 0, 99.8: 0.2: 0, 99.8: 0: 0.2, 99.6: 0.2: 0.2) и се поставят в Топка мелница (QM-3SP2 на фабриката за инструменти Nanjing Nanda) за смилане и смесване на топката. Скоростта на въртене на мелницата с топка беше поставена на 220 r / min, а мелницата с топката беше обърната към
След смилането на топката, задайте скоростта на въртене на резервоара за фрезоване на топката да бъде 1/2 алтернативно след завършването на фрезоването на топката и задайте скоростта на въртене на резервоара за фрезоване на топката да бъде 1/2 последователно след завършване на фрезоването на топката. Керамичната агрегация и свързващото устройство с топката се смесват равномерно според масовата фракция от 1,0 ∶ 0,8. Накрая, лепилното керамично покритие се получава чрез процес на втвърдяване.
2. Тест за корозия
В това проучване електрохимичният тест за корозия приема Шанхай Ченхуа CHI660E Електрохимична работна станция и тестът приема три електродна тестова система. Платиновият електрод е спомагателният електрод, сребърният сребърен хлориден електрод е референтният електрод, а пробата с покритие е работният електрод, с ефективна площ на експозиция 1 см2. Свържете референтния електрод, работещия електрод и спомагателния електрод в електролитичната клетка с инструмента, както е показано на фигури 1 и 2. Преди теста, накиснете пробата в електролита, който е 3,5% NaCl разтвор.
3. Тафел анализ на електрохимичната корозия на покритията
Фиг. 3 показва кривата на тафел на необработен субстрат и керамично покритие, покрито с различни нано добавки след електрохимична корозия за 19h. Данните за тест на корозия, плътност на тока на тока и тест за електрически импеданс, получени от електрохимичен тест за корозия, са показани в таблица 1.
Изпратете
Когато плътността на тока на корозия е по -малка и ефективността на устойчивост на корозия е по -висока, ефектът на устойчивост на корозия на покритието е по -добър. От фигура 3 и таблица 1 може да се види, че когато времето на корозия е 19h, максималното корозионно напрежение на матрицата на голи метали е -0,680 V, а плътността на корозионния ток на матрицата също е най -голямата, достигаща 2,890 × 10-6 a /cm2。 Когато се покрива с чисто керамично покритие на алуминиев оксид, плътността на тока на корозия намалява до 78%, а PE е 22,01%. Той показва, че керамичното покритие играе по -добра защитна роля и може да подобри устойчивостта на корозия на покритието при неутрален електролит.
Когато към покритието се добави 0,2% MWnT-COOH-SDBS или 0,2% графен, плътността на корозионния ток намалява, устойчивостта се увеличава и устойчивостта на корозия на покритието се подобрява допълнително, като PE съответно е 38,48% и 40,10%. Когато повърхността е покрита с 0,2% MWNT-COOH-SDBS и 0,2% смесено покритие с графен, корозионният ток се намалява допълнително от 2,890 × 10-6 A / cm2 до 1,536 × 10-6 a / cm2, максималното съпротивление Стойност, се увеличава от 11388 Ω до 28079 Ω и PE на покритието може да достигне 46,85%. Той показва, че подготвеният целеви продукт има добра устойчивост на корозия и синергичният ефект на въглеродните нанотръби и графен може ефективно да подобри устойчивостта на корозия на керамичното покритие.
4. Влияние на времето на накисване върху импеданса на покритието
За да се проучи допълнително устойчивостта на корозия на покритието, като се има предвид влиянието на времето на потапяне на пробата в електролита на теста, се получават кривите на промяна на устойчивостта на четирите покрития при различно време на потапяне, както е показано на фигурата 4.
Изпратете
В началния етап на потапяне (10 часа), поради добрата плътност и структурата на покритието, електролитът е трудно да се потопи в покритието. По това време керамичното покритие показва висока устойчивост. След накисване за определен период от време, съпротивлението намалява значително, тъй като с течение на времето електролитът постепенно образува корозионен канал през порите и пукнатини в покритието и прониква в матрицата, което води до значително намаляване на устойчивост покритието.
Във втория етап, когато продуктите на корозия се увеличат до определено количество, дифузията се блокира и разликата постепенно се блокира. В същото време, когато електролитът проникне в свързващия интерфейс на свързващия долен слой / матрица, водните молекули ще реагират с Fe елемента в матрицата на кръстовището на покритието / матрицата, за да произвеждат тънък метален оксиден филм, който пречи на филма Проникването на електролита в матрицата и увеличава стойността на съпротивлението. Когато матрицата с голи метали е електрохимично корозирана, по -голямата част от зелените флокулентни валежи се произвеждат в долната част на електролита. Електролитичният разтвор не променя цвета си при електролизиране на покритата проба, което може да докаже съществуването на горната химическа реакция.
Поради краткото време на накисване и големите фактори на външно влияние, за да се постигне по -нататъшно получаване на точната връзка на промяната на електрохимичните параметри, се анализират кривите на Tafel от 19 h и 19,5 h. Плътността и устойчивостта на корозионния ток, получени чрез софтуера за анализ на Zsimpwin, са показани в таблица 2. Може да се установи, че когато се накисва в продължение на 19 часа, в сравнение с голия субстрат, плътността на корозионния ток на чистия алуминиев оксид и алуминиев състав, съдържащ нано добавки, са добавки по -малка и стойността на съпротивлението е по -голяма. Стойността на устойчивост на керамично покритие, съдържащо въглеродни нанотръби и покритие, съдържащо графен, е почти същата, докато покритието структура с въглеродни нанотръби и композитни материали графен е значително засилена, това е така, защото синергичният ефект на едномерните въглеродни нанотръби и двуизмерния графенов подобрява устойчивостта на корозия на материала.
С увеличаването на времето на потапяне (19,5 часа), устойчивостта на голия субстрат се увеличава, което показва, че той е във втория етап на корозия и филм за метален оксид се произвежда на повърхността на субстрата. По същия начин, с увеличаването на времето, устойчивостта на чистото алуминиево керамично покритие също се увеличава, което показва, че в този момент, въпреки че има забавен ефект на керамичното покритие, електролитът е проникнал в свързващия интерфейс на покритието / матрицата и произвежда оксидния филмов филм чрез химическа реакция.
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 с 22,94%, съответно 25,60% и 9,61%, което показва, че електролитът не прониква в ставата между По този момент покритието и субстратът, това е така, защото структурата на въглеродните нанотръби и графен блокира проникването на електролит надолу, като по този начин защитава матрицата. Синергичният ефект на двете е допълнително проверен. Покритието, съдържащо два нано материала, има по -добра устойчивост на корозия.
Чрез кривата на Тафел и кривата на смяна на стойността на електрическия импеданс се установява, че керамичното покритие на алуминиев оксид с графен, въглеродните нанотръби и тяхната смес може да подобри устойчивостта на корозия на металната матрица, а синергичният ефект на двете може допълнително да подобри корозията Устойчивост на лепило керамично покритие. За да се проучи допълнително ефектът на нано добавките върху устойчивостта на корозия на покритието, се наблюдава морфологията на микро повърхността на покритието след корозия.
Изпратете
Фигура 5 (A1, A2, B1, B2) показва повърхностната морфология на изложена 304 неръждаема стомана и покрита с чиста алуминиева керамика при различно увеличение след корозия. Фигура 5 (A2) показва, че повърхността след корозия става груба. За голия субстрат няколко големи корозионни ями се появяват на повърхността след потапяне в електролит, което показва, че корозионната устойчивост на матрицата на голата метал е лоша и електролитът е лесен за проникване в матрицата. 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 Ефективно подобряване на импеданса на алуминиевото керамично покритие.
Изпратете
Повърхностна морфология на MWNT-COOH-SDBS, покрития, съдържащи 0,2% графен и покрития, съдържащи 0,2% MWNT-COOH-SDBS и 0,2% графен. Вижда се, че двете покрития, съдържащи графен на фигура 6 (B2 и C2), имат плоска структура, свързването между частиците в покритието е плътно, а агрегатните частици са плътно обвити чрез лепило. Въпреки че повърхността е ерозирана от електролит, се образуват по -малко порни канали. След корозия повърхността на покритието е плътна и има малко дефектни структури. За фигура 6 (A1, A2), поради характеристиките на MWNT-COOH-SDBS, покритието преди корозията е равномерно разпределена пореста структура. След корозия порите от първоначалната част стават тесни и дълги, а каналът става по -дълбок. В сравнение с фигура 6 (B2, C2), структурата има повече дефекти, което е в съответствие с разпределението на размера на стойността на импеданса на покритието, получена от електрохимичния тест за корозия. Той показва, че керамичното покритие на алуминиев алуминиев, съдържащ графен, особено сместа от графен и въглеродни нанотръби, има най -добрата устойчивост на корозия. Това е така, защото структурата на въглеродните нанотръби и графен може ефективно да блокира дифузията на пукнатината и да защити матрицата.
5. Дискусия и обобщение
Чрез теста за устойчивост на корозия на въглеродни нанотръби и добавки с графен върху керамично покритие на алуминиев оксид и анализ на повърхностната микроструктура на покритието, се правят следните заключения:
(1) Когато времето на корозия е 19 h, добавяйки 0,2% хибриден въглероден нанотръб + 0,2% графенов смесен материал алуминиев керамично покритие, плътността на корозионния ток се увеличава от 2.890 × 10-6 A / cm2 до 1,536 × 10-6 A / / cm2, електрическият импеданс се увеличава от 11388 Ω до 28079 Ω, а ефективността на устойчивост на корозия е най -големият, 46,85%. В сравнение с чистото алуминиево керамично покритие, композитното покритие с графен и въглеродни нанотръби има по -добра устойчивост на корозия.
(2) С увеличаването на времето на потапяне на електролит, електролитът прониква в ставната повърхност на покритието / субстрата, за да произвежда филм за метален оксид, което пречи на проникването на електролит в субстрата. Електрическият импеданс първо намалява и след това се увеличава, а устойчивостта на корозия на чистото алуминиево керамично покритие е лошо. Структурата и синергията на въглеродните нанотръби и графен блокираха проникването на електролит надолу. Когато се накисва в продължение на 19,5 часа, електрическият импеданс на покритието, съдържащо нано материали, намалява съответно с 22,94%, 25,60% и 9,61%, а устойчивостта на корозия на покритието е добра.
6. Механизъм на влияние на устойчивостта на корозия на корозията
Чрез кривата на Тафел и кривата на смяна на стойността на електрическия импеданс се установява, че керамичното покритие на алуминиев оксид с графен, въглеродните нанотръби и тяхната смес може да подобри устойчивостта на корозия на металната матрица, а синергичният ефект на двете може допълнително да подобри корозията Устойчивост на лепило керамично покритие. За да се проучи допълнително ефектът на нано добавките върху устойчивостта на корозия на покритието, се наблюдава морфологията на микро повърхността на покритието след корозия.
Фигура 5 (A1, A2, B1, B2) показва повърхностната морфология на изложена 304 неръждаема стомана и покрита с чиста алуминиева керамика при различно увеличение след корозия. Фигура 5 (A2) показва, че повърхността след корозия става груба. За голия субстрат няколко големи корозионни ями се появяват на повърхността след потапяне в електролит, което показва, че корозионната устойчивост на матрицата на голата метал е лоша и електролитът е лесен за проникване в матрицата. 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 Ефективно подобряване на импеданса на алуминиевото керамично покритие.
Повърхностна морфология на MWNT-COOH-SDBS, покрития, съдържащи 0,2% графен и покрития, съдържащи 0,2% MWNT-COOH-SDBS и 0,2% графен. Вижда се, че двете покрития, съдържащи графен на фигура 6 (B2 и C2), имат плоска структура, свързването между частиците в покритието е плътно, а агрегатните частици са плътно обвити чрез лепило. Въпреки че повърхността е ерозирана от електролит, се образуват по -малко порни канали. След корозия повърхността на покритието е плътна и има малко дефектни структури. За фигура 6 (A1, A2), поради характеристиките на MWNT-COOH-SDBS, покритието преди корозията е равномерно разпределена пореста структура. След корозия порите от първоначалната част стават тесни и дълги, а каналът става по -дълбок. В сравнение с фигура 6 (B2, C2), структурата има повече дефекти, което е в съответствие с разпределението на размера на стойността на импеданса на покритието, получена от електрохимичния тест за корозия. Той показва, че керамичното покритие на алуминиев алуминиев, съдържащ графен, особено сместа от графен и въглеродни нанотръби, има най -добрата устойчивост на корозия. Това е така, защото структурата на въглеродните нанотръби и графен може ефективно да блокира дифузията на пукнатината и да защити матрицата.
7. Дискусия и обобщение
Чрез теста за устойчивост на корозия на въглеродни нанотръби и добавки с графен върху керамично покритие на алуминиев оксид и анализ на повърхностната микроструктура на покритието, се правят следните заключения:
(1) Когато времето на корозия е 19 h, добавяйки 0,2% хибриден въглероден нанотръб + 0,2% графенов смесен материал алуминиев керамично покритие, плътността на корозионния ток се увеличава от 2.890 × 10-6 A / cm2 до 1,536 × 10-6 A / / cm2, електрическият импеданс се увеличава от 11388 Ω до 28079 Ω, а ефективността на устойчивост на корозия е най -големият, 46,85%. В сравнение с чистото алуминиево керамично покритие, композитното покритие с графен и въглеродни нанотръби има по -добра устойчивост на корозия.
(2) С увеличаването на времето на потапяне на електролит, електролитът прониква в ставната повърхност на покритието / субстрата, за да произвежда филм за метален оксид, което пречи на проникването на електролит в субстрата. Електрическият импеданс първо намалява и след това се увеличава, а устойчивостта на корозия на чистото алуминиево керамично покритие е лошо. Структурата и синергията на въглеродните нанотръби и графен блокираха проникването на електролит надолу. Когато се накисва в продължение на 19,5 часа, електрическият импеданс на покритието, съдържащо нано материали, намалява съответно с 22,94%, 25,60% и 9,61%, а устойчивостта на корозия на покритието е добра.
(3) Поради характеристиките на въглеродните нанотръби, покритието, добавено само с въглеродни нанотръби, има равномерно разпределена пореста структура преди корозия. След корозия порите от първоначалната част стават тесни и дълги, а каналите стават по -дълбоки. Покритието, съдържащо графен, има плоска структура преди корозия, комбинацията между частиците в покритието е близка, а агрегатните частици са плътно обвити от лепило. Въпреки че повърхността е ерозирана от електролит след корозия, има малко порни канала и структурата все още е гъста. Структурата на въглеродните нанотръби и графен може ефективно да блокира разпространението на пукнатини и да защити матрицата.
Време за публикация: Mar-09-2022