1. Bereiding van deklaag
Om die latere elektrochemiese toets te vergemaklik, word 30 mm gekies × 4 mm 304 vlekvrye staal as basis. Poets en verwyder die oorblywende oksiedlaag en roesvlekke op die oppervlak van die substraat met skuurpapier, plaas dit in 'n beker wat asetoon bevat, behandel die vlekke op die oppervlak van die substraat met BG-06C ultrasoniese skoonmaker van Bangjie Electronics Company vir 20min, verwyder Die dra -puin op die oppervlak van die metaalsubstraat met alkohol en gedistilleerde water, en droog dit met 'n blaser. Daarna is alumina (AL2O3), grafeen en baster koolstof nanobuis (MWNT-COOHSDBS) in verhouding voorberei (100: 0: 0, 99.8: 0.2: 0, 99.8: 0: 0.2, 99.6: 0.2: 0.2), en word in gesit en in die 'N Balmeule (QM-3SP2 van Nanjing Nanda Instrument Factory) vir balfrees en vermenging. Die roterende snelheid van die balmeule is op 220 r / min gestel, en die balmeule is omgedraai
Nadat die balfrees die draaisnelheid van die balfreestenk op 1/2 afgewissel het nadat die balfrees voltooi is, en die draaisnelheid van die balmaaltenk op 1/2 instel, is dit afwisselend nadat die balfrees voltooi is. Die keramiek -aggregaat en bindmiddel in die bal word eweredig gemeng volgens die massa -fraksie van 1,0 ∶ 0,8. Uiteindelik is die kleefkeramiekbedekking verkry deur die uithardingsproses.
2. Korrosietoets
In hierdie studie neem die elektrochemiese korrosietoets Shanghai Chenhua CHI660E elektrochemiese werkstasie aan, en die toets neem 'n drie elektrodetoetsstelsel aan. Die platinumelektrode is die hulpelektrode, die silwer silwerchloriedelektrode is die verwysingselektrode, en die bedekte monster is die werkende elektrode, met 'n effektiewe blootstellingsarea van 1 cm2. Verbind die verwysingselektrode, werkende elektrode en hulpelektrode in die elektrolitiese sel met die instrument, soos getoon in Figuur 1 en 2. Week die monster in die elektroliet, wat 3,5% NaCl -oplossing is.
3. Tafel -analise van elektrochemiese korrosie van bedekkings
Fig. 3 toon die tafelkurwe van onbedekte substraat en keramiekbedekking bedek met verskillende nano -bymiddels na elektrochemiese korrosie vir 19 uur. Die korrosiespanning, korrosiestroomdigtheid en elektriese impedansietoetsdata verkry uit elektrochemiese korrosietoets word in Tabel 1 getoon.
Onderwerp
As die korrosiestroomdigtheid kleiner is en die doeltreffendheid van die korrosie -weerstand hoër is, is die korrosieweerstandseffek van die deklaag beter. Uit Figuur 3 en Tabel 1 kan gesien word dat wanneer die korrosietyd 19h is, die maksimum korrosiespanning van kaalmetaalmatriks -0,680 V is, en die korrosiestroomdigtheid van matriks ook die grootste is, wat 2,890 × 10-6 A bereik /cm2。 Toe dit met suiwer aluminiumkaarte -keramiekbedekking bedek is, het die korrosiestroomdigtheid tot 78% gedaal en PE was 22,01%. Dit wys dat die keramiekbedekking 'n beter beskermende rol speel en die korrosiebestandheid van die deklaag in neutrale elektroliet kan verbeter.
Toe 0,2% MWNT-COOH-SDBS of 0,2% grafeen by die deklaag gevoeg is, het die korrosiestroomdigtheid afgeneem, die weerstand het toegeneem en die korrosieweerstand van die deklaag is verder verbeter, met PE van onderskeidelik 38,48% en 40,10%. As die oppervlak bedek is met 0,2% MWNT-COOH-SDBS en 0,2% grafeen-gemengde aluminiumoxin-deklaag, word die korrosiestroom verder verminder van 2,890 × 10-6 A / cm2 af tot 1,536 × 10-6 A / cm2, die maksimum weerstand waarde, verhoog van 11388 Ω tot 28079 Ω, en die PE van die deklaag kan 46,85%bereik. Dit wys dat die voorbereide teikenproduk 'n goeie korrosie -weerstand het, en die sinergistiese effek van koolstofnanobuise en grafeen kan die korrosie -weerstand van keramiekbedekking effektief verbeter.
4. Effek van week op die bedekkingsimpedansie
Om die korrosieweerstand van die deklaag verder te ondersoek, met inagneming van die invloed van die onderdompelingstyd van die monster in die elektroliet op die toets, word die veranderingskrommes van die weerstand van die vier bedekkings tydens verskillende onderdompelingstyd verkry, soos aangetoon in figuur 4.
Onderwerp
In die eerste stadium van onderdompeling (10 uur), as gevolg van die goeie digtheid en struktuur van die deklaag, is die elektroliet moeilik om in die deklaag te dompel. Op hierdie tydstip toon die keramiekbedekking 'n hoë weerstand. Nadat die weerstand 'n periode van 'n periode van die tyd afgeneem het, neem die weerstand aansienlik af, want met die verloop van tyd vorm die elektroliet geleidelik 'n korrosiekanaal deur die porieë en krake in die deklaag en dring dit in die matriks, wat lei tot 'n beduidende afname in die weerstand van die weerstand van die deklaag.
In die tweede fase, wanneer die korrosieprodukte tot 'n sekere hoeveelheid toeneem, word die diffusie geblokkeer en word die gaping geleidelik geblokkeer. Terselfdertyd, wanneer die elektroliet deurdring in die bindingsvlak van die bindende onderlaag / matriks, sal die watermolekules reageer met die Fe -element in die matriks by die deklaag / matriks -aansluiting om 'n dun metaaloksiedfilm te produseer, wat die belemmering van die Penetrasie van die elektroliet in die matriks en verhoog die weerstandswaarde. As die kaal metaalmatriks elektrochemies gekorrodeer word, word die meeste van die groen flokkulente neerslag aan die onderkant van die elektroliet geproduseer. Die elektrolitiese oplossing het nie die kleur verander toe die bedekte monster elektroliseer nie, wat die bestaan van bogenoemde chemiese reaksie kan bewys.
As gevolg van die kort week en groot eksterne invloedfaktore, word die tafelkrommes van 19 uur en 19,5 uur verder geanaliseer om die akkurate veranderingsverhouding van elektrochemiese parameters verder te verkry. Die korrosiestroomdigtheid en weerstand wat deur ZSIMPWIN -analise -sagteware verkry word, word in Tabel 2 getoon. Dit kan gevind word dat die korrosie -stroomdigtheid van suiwer aluminiumoksied en aluminium -saamgestelde deklaag wat nano -addisionele materiale bevat, in vergelyking met die kaal substraat geweek word, in vergelyking met die blote substraat. kleiner en die weerstandswaarde is groter. Die weerstandswaarde van keramiekbedekking wat koolstof nanobuise en deklaag bevat wat grafeen bevat, is byna dieselfde, terwyl die deklaagstruktuur met koolstof nanobuise en grafeen saamgestelde materiale aansienlik verbeter word, dit is omdat die sinergistiese effek van eendimensionele koolstof nanotubes en tweedimensionele grafeen is Verbeter die korrosieweerstand van die materiaal.
Met die toename in onderdompelingstyd (19,5 uur) neem die weerstand van kaal substraat toe, wat daarop dui dat dit in die tweede fase van korrosie is en metaaloksiedfilm op die oppervlak van die substraat geproduseer word. Net so, met die toename in tyd, neem die weerstand van suiwer aluminium -keramiekbedekking ook toe, wat daarop dui dat die elektroliet op hierdie tydstip die vertraagde effek van keramiekbedekking is, die bindingskoppelvlak van deklaag / matriks binnegedring het, en oksiedfilm geproduseer het deur chemiese reaksie.
In vergelyking met die alumina-deklaag wat 0,2% MWNT-COOH-SDBS bevat, bevat die aluminiumoxin-deklaag 0,2% grafeen en die aluminiumoxe-deklaag wat 0,2% MWNT-COOH-SDBS en 0,2% grafeen bevat, het die deklaagweerstand aansienlik afgeneem met die toename van tyd, verminder, verminder met onderskeidelik 22,94%, 25,60% en 9,61%, wat aandui dat die elektroliet nie in die Verbinding tussen die deklaag en die substraat op hierdie tydstip, dit is omdat die struktuur van koolstof nanobuise en grafeen die afwaartse penetrasie van elektroliet blokkeer en sodoende die matriks beskerm. Die sinergistiese effek van die twee word verder geverifieer. Die deklaag wat twee nano -materiale bevat, het 'n beter korrosieweerstand.
Deur die Tafel -kromme en die veranderingskurwe van elektriese impedansiewaarde, word gevind dat die aluminium -keramiekbedekking met grafeen, koolstof nanobuise en hul mengsel die korrosie -weerstand van metaalmatriks kan verbeter, en die sinergistiese effek van die twee kan die korrosie verder verbeter Weerstand van kleefkeramiekbedekking. Ten einde die effek van nano -bymiddels op die korrosieweerstand van die deklaag verder te ondersoek, is die mikro -oppervlakmorfologie van die deklaag na korrosie waargeneem.
Onderwerp
Figuur 5 (A1, A2, B1, B2) toon die oppervlakmorfologie van blootgestelde 304 roesvrye staal en bedekte suiwer aluminium -keramiek by verskillende vergroting na korrosie. Figuur 5 (A2) toon dat die oppervlak na korrosie grof word. Vir die kaal substraat verskyn daar verskeie groot korrosiesputte op die oppervlak na onderdompeling in elektroliet, wat daarop dui dat die korrosieweerstand van die kaal metaalmatriks swak is en dat die elektroliet maklik in die matriks kan binnedring. Vir suiwer keramiekbedekking in aluminiumoxium, soos aangetoon in Figuur 5 (B2), hoewel poreuse korrosiekanale na korrosie gegenereer word, blokkeer die relatiewe digte struktuur en 'n uitstekende korrosie -weerstand van suiwer aluminiumkaarte -keramiekbedekking die indringing van elektroliet, wat die rede vir die rede verklaar Effektiewe verbetering van die impedansie van keramiekbedekking van aluminiumoksied.
Onderwerp
Oppervlakmorfologie van MWNT-COOH-SDBS, bedekkings wat 0,2% grafeen en bedekkings bevat wat 0,2% MWNT-COOH-SDBS en 0,2% grafeen bevat. Daar kan gesien word dat die twee bedekkings wat grafeen in Figuur 6 (B2 en C2) bevat, 'n plat struktuur het, die binding tussen deeltjies in die deklaag is styf, en die totale deeltjies is dig toegedraai deur kleefmiddel. Alhoewel die oppervlak deur elektroliet geërodeer word, word minder poriekanale gevorm. Na korrosie is die dekkingoppervlak dig en daar is min defekte strukture. Vir Figuur 6 (A1, A2), as gevolg van die kenmerke van MWNT-COOH-SDBS, is die deklaag voor korrosie 'n eenvormig verspreide poreuse struktuur. Na korrosie word die porieë van die oorspronklike deel smal en lank, en word die kanaal dieper. In vergelyking met Figuur 6 (B2, C2), het die struktuur meer defekte, wat ooreenstem met die grootteverspreiding van deklaagimpedansiewaarde verkry uit die elektrochemiese korrosietoets. Dit wys dat die keramiekbedekking van aluminiumoksied wat grafeen bevat, veral die mengsel van grafeen en koolstof nanobuis, die beste korrosie -weerstand het. Dit is omdat die struktuur van koolstof nanobuis en grafeen die kraakdiffusie effektief kan blokkeer en die matriks kan beskerm.
5. Bespreking en opsomming
Deur die korrosie -weerstandstoets van koolstof nanobuise en grafeenadditiewe op aluminium -keramiekbedekking en die ontleding van die oppervlakmikrostruktuur van die deklaag, word die volgende gevolgtrekkings gemaak:
(1) Toe die korrosietyd 19 uur was, het 0,2% hibriede koolstof nanobuis + 0,2% grafeen gemengde materiële keramiekbedekking bygevoeg, het die korrosiestroomdigtheid toegeneem van 2,890 × 10-6 A / cm2 af tot 1,536 × 10-6 a / CM2, word die elektriese impedansie verhoog van 11388 Ω tot 28079 Ω, en die doeltreffendheid van korrosieweerstand is die grootste, 46,85%. In vergelyking met suiwer keramiekbedekking van aluminiumoksied, het die saamgestelde deklaag met grafeen en koolstof nanobuise beter korrosie -weerstand.
(2) Met die toename in die onderdompelingstyd van elektroliet dring die elektroliet in die gewrigsoppervlak van die deklaag / substraat om metaaloksiedfilm te produseer, wat die penetrasie van elektroliet in die substraat belemmer. Die elektriese impedansie neem eers af en neem dan toe, en die korrosieweerstand van suiwer aluminiumoksied -keramiekbedekking is swak. Die struktuur en sinergie van koolstof nanobuise en grafeen het die afwaartse penetrasie van elektroliet geblokkeer. Toe dit vir 19,5 uur geweek is, het die elektriese impedansie van die deklaag wat nano -materiale bevat, met onderskeidelik 22,94%, 25,60% en 9,61% gedaal, en die korrosieweerstand van die deklaag was goed.
6. Invloedmeganisme van weerstand teen die deklaag van korrosie
Deur die Tafel -kromme en die veranderingskurwe van elektriese impedansiewaarde, word gevind dat die aluminium -keramiekbedekking met grafeen, koolstof nanobuise en hul mengsel die korrosie -weerstand van metaalmatriks kan verbeter, en die sinergistiese effek van die twee kan die korrosie verder verbeter Weerstand van kleefkeramiekbedekking. Ten einde die effek van nano -bymiddels op die korrosieweerstand van die deklaag verder te ondersoek, is die mikro -oppervlakmorfologie van die deklaag na korrosie waargeneem.
Figuur 5 (A1, A2, B1, B2) toon die oppervlakmorfologie van blootgestelde 304 roesvrye staal en bedekte suiwer aluminium -keramiek by verskillende vergroting na korrosie. Figuur 5 (A2) toon dat die oppervlak na korrosie grof word. Vir die kaal substraat verskyn daar verskeie groot korrosiesputte op die oppervlak na onderdompeling in elektroliet, wat daarop dui dat die korrosieweerstand van die kaal metaalmatriks swak is en dat die elektroliet maklik in die matriks kan binnedring. Vir suiwer keramiekbedekking in aluminiumoxium, soos aangetoon in Figuur 5 (B2), hoewel poreuse korrosiekanale na korrosie gegenereer word, blokkeer die relatiewe digte struktuur en 'n uitstekende korrosie -weerstand van suiwer aluminiumkaarte -keramiekbedekking die indringing van elektroliet, wat die rede vir die rede verklaar Effektiewe verbetering van die impedansie van keramiekbedekking van aluminiumoksied.
Oppervlakmorfologie van MWNT-COOH-SDBS, bedekkings wat 0,2% grafeen en bedekkings bevat wat 0,2% MWNT-COOH-SDBS en 0,2% grafeen bevat. Daar kan gesien word dat die twee bedekkings wat grafeen in Figuur 6 (B2 en C2) bevat, 'n plat struktuur het, die binding tussen deeltjies in die deklaag is styf, en die totale deeltjies is dig toegedraai deur kleefmiddel. Alhoewel die oppervlak deur elektroliet geërodeer word, word minder poriekanale gevorm. Na korrosie is die dekkingoppervlak dig en daar is min defekte strukture. Vir Figuur 6 (A1, A2), as gevolg van die kenmerke van MWNT-COOH-SDBS, is die deklaag voor korrosie 'n eenvormig verspreide poreuse struktuur. Na korrosie word die porieë van die oorspronklike deel smal en lank, en word die kanaal dieper. In vergelyking met Figuur 6 (B2, C2), het die struktuur meer defekte, wat ooreenstem met die grootteverspreiding van deklaagimpedansiewaarde verkry uit die elektrochemiese korrosietoets. Dit wys dat die keramiekbedekking van aluminiumoksied wat grafeen bevat, veral die mengsel van grafeen en koolstof nanobuis, die beste korrosie -weerstand het. Dit is omdat die struktuur van koolstof nanobuis en grafeen die kraakdiffusie effektief kan blokkeer en die matriks kan beskerm.
7. bespreking en opsomming
Deur die korrosie -weerstandstoets van koolstof nanobuise en grafeenadditiewe op aluminium -keramiekbedekking en die ontleding van die oppervlakmikrostruktuur van die deklaag, word die volgende gevolgtrekkings gemaak:
(1) Toe die korrosietyd 19 uur was, het 0,2% hibriede koolstof nanobuis + 0,2% grafeen gemengde materiële keramiekbedekking bygevoeg, het die korrosiestroomdigtheid toegeneem van 2,890 × 10-6 A / cm2 af tot 1,536 × 10-6 a / CM2, word die elektriese impedansie verhoog van 11388 Ω tot 28079 Ω, en die doeltreffendheid van korrosieweerstand is die grootste, 46,85%. In vergelyking met suiwer keramiekbedekking van aluminiumoksied, het die saamgestelde deklaag met grafeen en koolstof nanobuise beter korrosie -weerstand.
(2) Met die toename in die onderdompelingstyd van elektroliet dring die elektroliet in die gewrigsoppervlak van die deklaag / substraat om metaaloksiedfilm te produseer, wat die penetrasie van elektroliet in die substraat belemmer. Die elektriese impedansie neem eers af en neem dan toe, en die korrosieweerstand van suiwer aluminiumoksied -keramiekbedekking is swak. Die struktuur en sinergie van koolstof nanobuise en grafeen het die afwaartse penetrasie van elektroliet geblokkeer. Toe dit vir 19,5 uur geweek is, het die elektriese impedansie van die deklaag wat nano -materiale bevat, met onderskeidelik 22,94%, 25,60% en 9,61% gedaal, en die korrosieweerstand van die deklaag was goed.
(3) Vanweë die kenmerke van koolstofnanobuise, het die deklaag bygevoeg met koolstof nanobuise alleen 'n eenvormige verspreide poreuse struktuur voor korrosie. Na korrosie word die porieë van die oorspronklike deel smal en lank, en word die kanale dieper. Die deklaag wat grafeen bevat, het 'n plat struktuur voor korrosie, die kombinasie tussen deeltjies in die deklaag is naby, en die totale deeltjies word dig deur kleefmiddel toegedraai. Alhoewel die oppervlak deur elektroliet na korrosie geërodeer word, is daar min poriekanale en is die struktuur steeds dig. Die struktuur van koolstof nanobuise en grafeen kan die voortplanting van die kraak effektief blokkeer en die matriks beskerm.
Postyd: Mar-09-2022