1. Bedekkingsvoorbereiding
Ten einde die latere elektrochemiese toets te vergemaklik, word 30 mm × 4 mm 304 vlekvrye staal as basis gekies.Poleer en verwyder die oorblywende oksiedlaag en roesvlekke op die oppervlak van die substraat met skuurpapier, sit dit in 'n beker wat asetoon bevat, behandel die vlekke op die oppervlak van die substraat met bg-06c ultrasoniese skoonmaker van Bangjie elektroniese maatskappy vir 20min, verwyder die slytasie puin op die oppervlak van die metaal substraat met alkohol en gedistilleerde water, en droog dit met 'n blaser.Daarna is alumina (Al2O3), grafeen en hibriede koolstof nanobuis (mwnt-coohsdbs) in verhouding (100: 0: 0, 99.8: 0.2: 0, 99.8: 0: 0.2, 99.6: 0.2: 0.2) voorberei en in 'n balmeul (qm-3sp2 van Nanjing NANDA instrument fabriek) vir bal maal en meng.Die rotasiespoed van die balmeul is op 220 R/min gestel, en die balmeul is gedraai na
Na balmaal, stel die rotasiespoed van die balmaaltenk om die beurt 1/2 nadat die balmaal voltooi is, en stel die rotasiespoed van die balmaaltenk om beurtelings 1/2 in nadat die balmaal voltooi is.Die balgemaalde keramiekaggregaat en bindmiddel word eweredig gemeng volgens die massafraksie van 1.0 ∶ 0.8.Laastens is die kleefkeramiekbedekking verkry deur uithardingsproses.
2. Korrosietoets
In hierdie studie neem die elektrochemiese korrosietoets Sjanghai Chenhua chi660e elektrochemiese werkstasie aan, en die toets neem 'n drie-elektrode-toetsstelsel 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 1cm2.Verbind die verwysingselektrode, werkelektrode en hulpelektrode in die elektrolitiese sel met die instrument, soos in Figuur 1 en 2 getoon. Voor die toets, week die monster in die elektroliet, wat 3,5% NaCl-oplossing is.
3. Tafelontleding van elektrochemiese korrosie van bedekkings
Fig. 3 toon die Tafel-kurwe van onbedekte substraat en keramiekbedekking wat met verskillende nano-bymiddels bedek is na elektrochemiese korrosie vir 19 uur.Die korrosiespanning, korrosiestroomdigtheid en elektriese impedansietoetsdata verkry uit elektrochemiese korrosietoets word in Tabel 1 getoon.
Indien
Wanneer die korrosiestroomdigtheid kleiner is en die korrosieweerstanddoeltreffendheid hoër is, is die korrosieweerstandseffek van die laag beter.Dit kan gesien word uit Figuur 3 en tabel 1 dat wanneer die korrosietyd 19h is, die maksimum korrosiespanning van kaalmetaalmatriks -0,680 V is, en die korrosiestroomdigtheid van matriks ook die grootste is, en bereik 2,890 × 10-6 A /cm2 。 Wanneer dit met suiwer alumina-keramiekbedekking bedek is, het die korrosiestroomdigtheid tot 78% afgeneem en PE was 22,01%.Dit wys dat die keramiekbedekking 'n beter beskermende rol speel en die korrosiebestandheid van die bedekking in neutrale elektroliet kan verbeter.
Wanneer 0.2% mwnt-cooh-sdbs of 0.2% grafeen by die deklaag gevoeg is, het die korrosiestroomdigtheid afgeneem, die weerstand verhoog en die korrosieweerstand van die deklaag is verder verbeter, met PE van onderskeidelik 38.48% en 40.10%.Wanneer die oppervlak bedek is met 0.2% mwnt-cooh-sdbs en 0.2% grafeen gemengde alumina-bedekking, word die korrosiestroom verder verminder van 2.890 × 10-6 A/cm2 tot 1.536 × 10-6 A/cm2, die maksimum weerstand waarde, verhoog van 11388 Ω tot 28079 Ω, en die PE van die laag kan 46,85% bereik.Dit toon dat die voorbereide teikenproduk goeie korrosiebestandheid het, en die sinergistiese effek van koolstofnanobuise en grafeen kan die korrosiebestandheid van keramiekbedekking effektief verbeter.
4. Effek van weektyd op laagimpedansie
Ten einde die korrosieweerstand van die deklaag verder te ondersoek, met inagneming van die invloed van die onderdompeltyd van die monster in die elektroliet op die toets, word die veranderingskurwes van die weerstand van die vier bedekkings by verskillende onderdompelingstyd verkry, soos getoon in Figuur 4.
Indien
In die aanvanklike stadium van onderdompeling (10 uur), as gevolg van die goeie digtheid en struktuur van die deklaag, is die elektroliet moeilik om in die laag te dompel.Op hierdie tydstip toon die keramiekbedekking hoë weerstand.Na deurweek vir 'n tydperk neem die weerstand aansienlik af, want met verloop van tyd vorm die elektroliet geleidelik 'n korrosiekanaal deur die porieë en krake in die deklaag en dring in die matriks in, wat lei tot 'n aansienlike afname in die weerstand van die deklaag.
In die tweede stadium, wanneer die korrosieprodukte tot 'n sekere hoeveelheid toeneem, word die diffusie geblokkeer en die gaping word geleidelik geblokkeer.Terselfdertyd, wanneer die elektroliet in die bindingsvlak van die bindende onderste laag/matriks binnedring, sal die watermolekules met die Fe-element in die matriks by die deklaag/matriks-aansluiting reageer om 'n dun metaaloksiedfilm te produseer, wat die penetrasie van die elektroliet in die matriks en verhoog die weerstandswaarde.Wanneer die kaalmetaalmatriks elektrochemies gekorrodeer word, word die meeste van die groen flokkulente neerslag aan die onderkant van die elektroliet geproduseer.Die elektrolitiese oplossing het nie van kleur verander tydens die elektrolisasie van die bedekte monster nie, wat die bestaan van die bogenoemde chemiese reaksie kan bewys.
As gevolg van die kort deurweektyd en groot eksterne invloedsfaktore, om die akkurate veranderingsverwantskap van elektrochemiese parameters verder te verkry, word die Tafel-kurwes van 19 h en 19.5 h ontleed.Die korrosiestroomdigtheid en weerstand verkry deur zsimpwin ontledingsagteware word in Tabel 2 getoon. Daar kan gevind word dat wanneer dit vir 19 uur geweek word, in vergelyking met die kaal substraat, die korrosiestroomdigtheid van suiwer alumina en alumina saamgestelde deklaag wat nano-toevoegingsmateriale bevat is kleiner en die weerstandswaarde is groter.Die weerstandswaarde van keramiekbedekking wat koolstofnanobuise bevat en bedekking wat grafeen bevat is amper dieselfde, terwyl die bedekkingstruktuur met koolstofnanobuise en grafeen saamgestelde materiale aansienlik verbeter word. Dit is omdat die sinergistiese effek van eendimensionele koolstofnanobuise en tweedimensionele grafeen verbeter die korrosiebestandheid van die materiaal.
Met die verhoging van onderdompelingstyd (19,5 uur), neem die weerstand van kaal substraat toe, wat aandui dat dit in die tweede stadium van korrosie is en metaaloksiedfilm word op die oppervlak van substraat geproduseer.Net so, met die toename in tyd, neem die weerstand van suiwer alumina keramiekbedekking ook toe, wat aandui dat op hierdie tydstip, alhoewel daar die vertraagde effek van keramiekbedekking is, die elektroliet die bindingsvlak van bedekking / matriks binnegedring het en 'n oksiedfilm vervaardig het. deur chemiese reaksie.
In vergelyking met die alumina-bedekking wat 0.2% mwnt-cooh-sdbs bevat, die alumina-bedekking wat 0.2% grafeen bevat en die alumina-bedekking wat 0.2% mwnt-cooh-sdbs en 0.2% grafeen bevat, het die laagweerstand aansienlik afgeneem met die toename in tyd, afgeneem met 22,94%, 25,60% en 9,61% onderskeidelik, wat aandui dat die elektroliet nie op hierdie tydstip in die verbinding tussen die laag en die substraat binnegedring het nie. Dit is omdat die struktuur van koolstofnanobuise en grafeen die afwaartse penetrasie van elektroliet blokkeer, en sodoende beskerm die matriks.Die sinergistiese effek van die twee word verder geverifieer.Die deklaag wat twee nano-materiale bevat, het beter weerstand teen korrosie.
Deur die Tafel-kromme en die veranderingskromme van elektriese impedansiewaarde, word gevind dat die aluminiumoxide-keramiekbedekking met grafeen, koolstofnanobuise en hul mengsel die korrosieweerstand van metaalmatriks kan verbeter, en die sinergistiese effek van die twee kan die korrosie verder verbeter weerstand van gom keramiekbedekking.Om die effek van nano-bymiddels op die korrosiebestandheid van die deklaag verder te ondersoek, is die mikro-oppervlakmorfologie van die deklaag na korrosie waargeneem.
Indien
Figuur 5 (A1, A2, B1, B2) toon die oppervlakmorfologie van blootgestelde 304 vlekvrye staal en bedekte suiwer alumina keramiek by verskillende vergroting na korrosie.Figuur 5 (A2) toon dat die oppervlak na korrosie grof word.Vir die kaal substraat verskyn verskeie groot korrosieputte op die oppervlak na onderdompeling in elektroliet, wat aandui dat die korrosieweerstand van die kaalmetaalmatriks swak is en die elektroliet maklik in die matriks binnedring.Vir suiwer alumina keramiekbedekking, soos getoon in Figuur 5 (B2), alhoewel poreuse korrosiekanale na korrosie gegenereer word, blokkeer die relatief digte struktuur en uitstekende korrosieweerstand van suiwer alumina keramiekbedekking die indringing van elektroliet effektief, wat die rede vir die effektiewe verbetering van die impedansie van alumina keramiekbedekking.
Indien
Oppervlakmorfologie van mwnt-cooh-sdbs, bedekkings wat 0.2% grafeen bevat en bedekkings 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, plat struktuur het, die binding tussen deeltjies in die bedekking is styf, en die aggregaatdeeltjies is styf toegedraai deur kleefmiddel.Alhoewel die oppervlak deur elektroliet geërodeer word, word minder poriekanale gevorm.Na korrosie is die bedekkingsoppervlak dig en daar is min defekte strukture.Vir Figuur 6 (A1, A2), as gevolg van die eienskappe 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 die kanaal word dieper.In vergelyking met Figuur 6 (B2, C2), het die struktuur meer defekte, wat in ooreenstemming is met die grootteverspreiding van bedekkingsimpedansiewaarde verkry uit elektrochemiese korrosietoets.Dit wys dat die alumina-keramiekbedekking wat grafeen bevat, veral die mengsel van grafeen en koolstofnanobuis, die beste korrosiebestandheid het.Dit is omdat die struktuur van koolstofnanobuis en grafeen die kraakdiffusie effektief kan blokkeer en die matriks kan beskerm.
5. Bespreking en opsomming
Deur die korrosiebestandheidstoets van koolstofnanobuise en grafeenbymiddels op alumina-keramiekbedekking en die ontleding van die oppervlakmikrostruktuur van die bedekking, word die volgende gevolgtrekkings gemaak:
(1) Toe die korrosietyd 19 uur was, het die korrosiestroomdigtheid toegeneem van 2.890 × 10-6 A / cm2 af na 1.536 × 10-6 A / toe 0.2% hibriede koolstofnanobuis + 0.2% grafeen gemengde materiaal alumina keramiekbedekking bygevoeg is. cm2, word die elektriese impedansie van 11388 Ω tot 28079 Ω verhoog, en die korrosieweerstanddoeltreffendheid is die grootste, 46,85%.In vergelyking met suiwer alumina-keramiekbedekking, het die saamgestelde laag met grafeen- en koolstofnanobuise beter korrosiebestandheid.
(2) Met die verhoging van die onderdompelingstyd van elektroliet, dring die elektroliet in die gesamentlike oppervlak van deklaag / substraat in om metaaloksiedfilm te produseer, wat die penetrasie van elektroliet in die substraat verhinder.Die elektriese impedansie neem eers af en neem dan toe, en die korrosieweerstand van suiwer alumina-keramiekbedekking is swak.Die struktuur en sinergie van koolstofnanobuise en grafeen het die afwaartse penetrasie van elektroliet geblokkeer.Wanneer dit vir 19,5 uur geweek is, het die elektriese impedansie van die deklaag wat nanomateriaal bevat het met 22,94%, 25,60% en 9,61% onderskeidelik afgeneem, en die korrosieweerstand van die deklaag was goed.
6. Beïnvloed meganisme van coating korrosie weerstand
Deur die Tafel-kromme en die veranderingskromme van elektriese impedansiewaarde, word gevind dat die aluminiumoxide-keramiekbedekking met grafeen, koolstofnanobuise en hul mengsel die korrosieweerstand van metaalmatriks kan verbeter, en die sinergistiese effek van die twee kan die korrosie verder verbeter weerstand van gom keramiekbedekking.Om die effek van nano-bymiddels op die korrosiebestandheid 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 vlekvrye staal en bedekte suiwer alumina keramiek by verskillende vergroting na korrosie.Figuur 5 (A2) toon dat die oppervlak na korrosie grof word.Vir die kaal substraat verskyn verskeie groot korrosieputte op die oppervlak na onderdompeling in elektroliet, wat aandui dat die korrosieweerstand van die kaalmetaalmatriks swak is en die elektroliet maklik in die matriks binnedring.Vir suiwer alumina keramiekbedekking, soos getoon in Figuur 5 (B2), alhoewel poreuse korrosiekanale na korrosie gegenereer word, blokkeer die relatief digte struktuur en uitstekende korrosieweerstand van suiwer alumina keramiekbedekking die indringing van elektroliet effektief, wat die rede vir die effektiewe verbetering van die impedansie van alumina keramiekbedekking.
Oppervlakmorfologie van mwnt-cooh-sdbs, bedekkings wat 0.2% grafeen bevat en bedekkings 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, plat struktuur het, die binding tussen deeltjies in die bedekking is styf, en die aggregaatdeeltjies is styf toegedraai deur kleefmiddel.Alhoewel die oppervlak deur elektroliet geërodeer word, word minder poriekanale gevorm.Na korrosie is die bedekkingsoppervlak dig en daar is min defekte strukture.Vir Figuur 6 (A1, A2), as gevolg van die eienskappe 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 die kanaal word dieper.In vergelyking met Figuur 6 (B2, C2), het die struktuur meer defekte, wat in ooreenstemming is met die grootteverspreiding van bedekkingsimpedansiewaarde verkry uit elektrochemiese korrosietoets.Dit wys dat die alumina-keramiekbedekking wat grafeen bevat, veral die mengsel van grafeen en koolstofnanobuis, die beste korrosiebestandheid het.Dit is omdat die struktuur van koolstofnanobuis en grafeen die kraakdiffusie effektief kan blokkeer en die matriks kan beskerm.
7. Bespreking en opsomming
Deur die korrosiebestandheidstoets van koolstofnanobuise en grafeenbymiddels op alumina-keramiekbedekking en die ontleding van die oppervlakmikrostruktuur van die bedekking, word die volgende gevolgtrekkings gemaak:
(1) Toe die korrosietyd 19 uur was, het die korrosiestroomdigtheid toegeneem van 2.890 × 10-6 A / cm2 af na 1.536 × 10-6 A / toe 0.2% hibriede koolstofnanobuis + 0.2% grafeen gemengde materiaal alumina keramiekbedekking bygevoeg is. cm2, word die elektriese impedansie van 11388 Ω tot 28079 Ω verhoog, en die korrosieweerstanddoeltreffendheid is die grootste, 46,85%.In vergelyking met suiwer alumina-keramiekbedekking, het die saamgestelde laag met grafeen- en koolstofnanobuise beter korrosiebestandheid.
(2) Met die verhoging van die onderdompelingstyd van elektroliet, dring die elektroliet in die gesamentlike oppervlak van deklaag / substraat in om metaaloksiedfilm te produseer, wat die penetrasie van elektroliet in die substraat verhinder.Die elektriese impedansie neem eers af en neem dan toe, en die korrosieweerstand van suiwer alumina-keramiekbedekking is swak.Die struktuur en sinergie van koolstofnanobuise en grafeen het die afwaartse penetrasie van elektroliet geblokkeer.Wanneer dit vir 19,5 uur geweek is, het die elektriese impedansie van die deklaag wat nanomateriaal bevat het met 22,94%, 25,60% en 9,61% onderskeidelik afgeneem, en die korrosieweerstand van die deklaag was goed.
(3) As gevolg van die kenmerke van koolstofnanobuise, het die deklaag wat met koolstofnanobuise alleen bygevoeg is, 'n eenvormig verspreide poreuse struktuur voor korrosie.Na korrosie word die porieë van die oorspronklike deel smal en lank, en die kanale word dieper.Die laag wat grafeen bevat, het 'n plat struktuur voor korrosie, die kombinasie tussen deeltjies in die laag is naby, en die aggregaatdeeltjies is styf toegedraai met gom.Alhoewel die oppervlak na korrosie deur elektroliet geërodeer word, is daar min poriekanale en is die struktuur steeds dig.Die struktuur van koolstofnanobuise en grafeen kan die kraakvoortplanting effektief blokkeer en die matriks beskerm.
Postyd: Mrt-09-2022