1. Dangos paruošimas
Siekiant palengvinti vėlesnį elektrocheminį bandymą, kaip pagrindas pasirenkamas 30 mm × 4 mm 304 nerūdijantis plienas.Nupoliruokite ir pašalinkite likutinį oksido sluoksnį ir rūdžių dėmes ant pagrindo paviršiaus švitriniu popieriumi, sudėkite į stiklinę su acetonu, 20 min. valykite dėmes ant pagrindo paviršiaus Bangjie elektronikos kompanijos ultragarsiniu valikliu bg-06c, pašalinkite. susidėvėjusias šiukšles ant metalinio pagrindo paviršiaus su spiritu ir distiliuotu vandeniu ir nusausinkite pūstuvu.Tada aliuminio oksidas (Al2O3), grafenas ir hibridinis anglies nanovamzdelis (mwnt-coohsdbs) buvo paruošti proporcingai (100: 0: 0, 99,8: 0,2: 0, 99,8: 0: 0,2, 99,6: 0,2: 0,2) ir įdedami į rutulinis malūnas (qm-3sp2 Nanjing NANDA instrumentų gamyklos), skirtas rutuliniam frezavimui ir maišymui.Rutulinio malūno sukimosi greitis buvo nustatytas į 220 R/min, o rutulinis malūnas buvo pasuktas į
Po rutulinio frezavimo rutulinio frezavimo bako sukimosi greitį pakaitomis nustatykite į 1/2, kai bus baigtas rutulinis frezavimas, ir nustatykite rutulinio frezavimo bako sukimosi greitį pakaitomis į 1/2, kai bus baigtas rutulinis frezavimas.Rutulinis maltas keraminis užpildas ir rišiklis sumaišomi tolygiai pagal masės dalį 1,0 ∶ 0,8.Galiausiai lipni keraminė danga buvo gauta kietėjimo būdu.
2. Korozijos bandymas
Šiame tyrime elektrocheminės korozijos bandymo metu naudojama Shanghai Chenhua chi660e elektrocheminė darbo vieta, o bandymas – trijų elektrodų bandymo sistema.Platinos elektrodas yra pagalbinis elektrodas, sidabro sidabro chlorido elektrodas yra etaloninis elektrodas, o padengtas mėginys yra darbinis elektrodas, kurio efektyvus poveikio plotas yra 1 cm2.Sujunkite etaloninį elektrodą, darbinį elektrodą ir pagalbinį elektrodą elektrolizės elemente su prietaisu, kaip parodyta 1 ir 2 paveiksluose. Prieš bandymą pamirkykite mėginį elektrolite, kuris yra 3,5 % NaCl tirpalas.
3. Dangų elektrocheminės korozijos Tafel analizė
3 pav. parodyta nepadengto pagrindo ir keraminės dangos, padengtos skirtingais nano priedais, Tafel kreivė po elektrocheminės korozijos 19 val.Korozijos įtampos, korozijos srovės tankio ir elektrinės varžos bandymo duomenys, gauti atliekant elektrocheminį korozijos bandymą, pateikti 1 lentelėje.
Pateikti
Kai korozijos srovės tankis yra mažesnis ir atsparumo korozijai efektyvumas didesnis, dangos atsparumas korozijai yra geresnis.Iš 3 paveikslo ir 1 lentelės matyti, kad kai korozijos laikas yra 19h, maksimali pliko metalo matricos korozijos įtampa yra -0,680 V, o matricos korozijos srovės tankis taip pat yra didžiausias, siekiantis 2,890 × 10-6 A. /cm2 。 Padengus gryna aliuminio oksido keramikos danga korozijos srovės tankis sumažėjo iki 78%, o PE buvo 22,01%.Tai rodo, kad keraminė danga atlieka geresnį apsauginį vaidmenį ir gali pagerinti neutralaus elektrolito dangos atsparumą korozijai.
Kai į dangą buvo pridėta 0,2% mwnt-cooh-sdbs arba 0,2% grafeno, korozijos srovės tankis sumažėjo, atsparumas padidėjo, o dangos atsparumas korozijai dar labiau pagerėjo, o PE buvo atitinkamai 38,48% ir 40,10%.Kai paviršius padengiamas 0,2% mwnt-cooh-sdbs ir 0,2% grafeno mišrios aliuminio oksido danga, korozijos srovė dar labiau sumažinama nuo 2,890 × 10-6 A / cm2 iki 1,536 × 10-6 A / cm2, o tai yra didžiausias atsparumas vertė, padidėjo nuo 11388 Ω iki 28079 Ω, o dangos PE gali siekti 46,85 proc.Tai rodo, kad paruoštas tikslinis produktas turi gerą atsparumą korozijai, o sinergetinis anglies nanovamzdelių ir grafeno poveikis gali veiksmingai pagerinti keraminės dangos atsparumą korozijai.
4. Mirkymo laiko įtaka dangos varžai
Siekiant toliau tirti dangos atsparumą korozijai, atsižvelgiant į mėginio panardinimo į elektrolitą laiko įtaką bandymui, gaunamos keturių dangų atsparumo kitimo kreivės esant skirtingam panardinimo laikui, kaip parodyta paveikslėlyje. 4.
Pateikti
Pradiniame panardinimo etape (10 val.) dėl gero dangos tankio ir struktūros elektrolitas sunkiai panardinamas į dangą.Šiuo metu keraminė danga pasižymi dideliu atsparumu.Po tam tikro laiko mirkymo varža žymiai sumažėja, nes laikui bėgant per dangos poras ir įtrūkimus elektrolitas pamažu suformuoja korozijos kanalą ir prasiskverbia į matricą, todėl ženkliai sumažėja dangos atsparumas. danga.
Antrajame etape, kai korozijos produktų padidėja iki tam tikro kiekio, difuzija blokuojama ir tarpas palaipsniui blokuojamas.Tuo pačiu metu, kai elektrolitas prasiskverbia į jungiamojo apatinio sluoksnio / matricos jungiamąją sąsają, vandens molekulės reaguos su Fe elementu matricoje dangos / matricos sandūroje ir sudarys ploną metalo oksido plėvelę, kuri trukdo elektrolito prasiskverbimas į matricą ir padidina pasipriešinimo vertę.Kai pliko metalo matrica yra elektrochemiškai korozija, didžioji dalis žalių flokuliuojančių nuosėdų susidaro elektrolito apačioje.Elektrolizuojant dengtą mėginį elektrolitinis tirpalas nepakeitė spalvos, o tai gali įrodyti, kad egzistuoja aukščiau minėta cheminė reakcija.
Dėl trumpo mirkymo laiko ir didelių išorinės įtakos faktorių, siekiant toliau gauti tikslų elektrocheminių parametrų kitimo ryšį, analizuojamos 19 h ir 19,5 val Tafel kreivės.Korozijos srovės tankis ir atsparumas, gauti naudojant zsimpwin analizės programinę įrangą, pateikti 2 lentelėje. Galima pastebėti, kad mirkymas 19 val., palyginti su plika substratu, gryno aliuminio oksido ir aliuminio oksido kompozitinės dangos, turinčios nano priedų medžiagų, korozijos srovės tankis yra lygus. mažesnis, o pasipriešinimo reikšmė didesnė.Keraminės dangos, kurioje yra anglies nanovamzdelių, ir dangos, kurioje yra grafeno, atsparumo vertė yra beveik tokia pati, o dangos struktūra su anglies nanovamzdeliais ir grafeno kompozicinėmis medžiagomis yra žymiai padidinta, nes sinergetinis vienmačių anglies nanovamzdelių ir dvimačio grafeno poveikis. pagerina medžiagos atsparumą korozijai.
Didėjant panardinimo laikui (19,5 val.), pliko pagrindo atsparumas didėja, tai rodo, kad jis yra antroje korozijos stadijoje ir ant pagrindo paviršiaus susidaro metalo oksido plėvelė.Panašiai, ilgėjant laikui, gryno aliuminio oksido keraminės dangos atsparumas taip pat didėja, o tai rodo, kad šiuo metu, nors ir yra keraminės dangos lėtėjimo efektas, elektrolitas prasiskverbė į dangos / matricos jungiamąją sąsają ir pagamino oksido plėvelę. per cheminę reakciją.
Palyginti su aliuminio oksido danga, kurioje yra 0,2% mwnt-cooh-sdbs, aliuminio oksido danga, kurioje yra 0,2% grafeno ir aliuminio oksido danga, kurioje yra 0,2% mwnt-cooh-sdbs ir 0,2% grafeno, dangos atsparumas žymiai sumažėjo ilgėjant laikui, sumažėjo. atitinkamai 22,94%, 25,60% ir 9,61%, o tai rodo, kad šiuo metu elektrolitas neįsiskverbė į dangos ir pagrindo jungtį. Taip yra todėl, kad anglies nanovamzdelių ir grafeno struktūra blokuoja elektrolito prasiskverbimą žemyn ir taip apsaugo. matrica.Toliau patikrinamas šių dviejų sinergetinis poveikis.Dviejų nano medžiagų sudaryta danga yra atsparesnė korozijai.
Per Tafel kreivę ir elektrinės varžos vertės kitimo kreivę nustatyta, kad aliuminio oksido keramikos danga su grafenu, anglies nanovamzdeliais ir jų mišiniu gali pagerinti metalo matricos atsparumą korozijai, o jų sinerginis poveikis gali dar labiau pagerinti koroziją. lipnios keraminės dangos atsparumas.Siekiant toliau tirti nano priedų poveikį dangos atsparumui korozijai, buvo stebima dangos mikro paviršiaus morfologija po korozijos.
Pateikti
5 paveiksle (A1, A2, B1, B2) parodyta atviro 304 nerūdijančio plieno ir padengtos gryno aliuminio oksido keramikos paviršiaus morfologija, esant skirtingam padidinimui po korozijos.5 paveiksle (A2) parodyta, kad paviršius po korozijos tampa šiurkštus.Pliko pagrindo paviršiuje po panardinimo į elektrolitą atsiranda kelios didelės korozijos duobės, rodančios, kad pliko metalo matricos atsparumas korozijai yra menkas ir elektrolitas lengvai prasiskverbia į matricą.Gryno aliuminio oksido keraminės dangos atveju, kaip parodyta 5 paveiksle (B2), nors po korozijos susidaro porėti korozijos kanalai, santykinai tanki gryno aliuminio oksido keraminės dangos struktūra ir puikus atsparumas korozijai veiksmingai blokuoja elektrolito invaziją, o tai paaiškina efektyvus aliuminio oksido keraminės dangos varžos pagerinimas.
Pateikti
Mwnt-cooh-sdbs, dangų, kuriose yra 0,2% grafeno, ir dangų, kuriose yra 0,2% mwnt-cooh-sdbs ir 0,2% grafeno, paviršiaus morfologija.Matyti, kad dvi dangos, kuriose yra grafeno 6 paveiksle (B2 ir C2), yra plokščios struktūros, dangoje esančių dalelių surišimas yra sandarus, o užpildo dalelės yra sandariai apvyniotos klijais.Nors paviršių ardo elektrolitas, porų kanalų susidaro mažiau.Po korozijos dangos paviršius yra tankus, defektų struktūrų nedaug.6 paveiksle (A1, A2) dėl mwnt-cooh-sdbs savybių danga prieš koroziją yra tolygiai paskirstyta porėta struktūra.Po korozijos pradinės dalies poros siaurėja ir ilgėja, o kanalas gilėja.Palyginti su 6 paveikslu (B2, C2), konstrukcija turi daugiau defektų, o tai atitinka dangos varžos vertės dydžio pasiskirstymą, gautą atlikus elektrocheminį korozijos bandymą.Tai rodo, kad aliuminio oksido keraminė danga, kurioje yra grafeno, ypač grafeno ir anglies nanovamzdelio mišinys, turi geriausią atsparumą korozijai.Taip yra todėl, kad anglies nanovamzdelio ir grafeno struktūra gali veiksmingai blokuoti įtrūkimų difuziją ir apsaugoti matricą.
5. Diskusija ir santrauka
Atlikus anglies nanovamzdelių ir grafeno priedų atsparumo korozijai bandymą ant aliuminio oksido keramikos dangos ir dangos paviršiaus mikrostruktūros analizę, padarytos šios išvados:
(1) Kai korozijos laikas buvo 19 valandų, pridedant 0,2% hibridinio anglies nanovamzdelio + 0,2% grafeno mišrios medžiagos aliuminio oksido keraminės dangos, korozijos srovės tankis padidėjo nuo 2,890 × 10-6 A / cm2 iki 1,536 × 10-6 A / cm2, elektrinė varža padidinama nuo 11388 Ω iki 28079 Ω, o atsparumo korozijai efektyvumas didžiausias – 46,85%.Palyginti su gryno aliuminio oksido keramikos danga, kompozitinė danga su grafenu ir anglies nanovamzdeliais turi geresnį atsparumą korozijai.
(2) Didėjant elektrolito panardinimo laikui, elektrolitas prasiskverbia į jungties dangos / pagrindo paviršių, kad susidarytų metalo oksido plėvelė, kuri trukdo elektrolitui prasiskverbti į pagrindą.Elektrinė varža pirmiausia mažėja, o vėliau didėja, o gryno aliuminio oksido keraminės dangos atsparumas korozijai yra prastas.Anglies nanovamzdelių ir grafeno struktūra ir sinergija blokavo elektrolito prasiskverbimą žemyn.Mirkant 19,5 val., nano medžiagų turinčios dangos elektrinė varža sumažėjo atitinkamai 22,94%, 25,60% ir 9,61%, o dangos atsparumas korozijai buvo geras.
6. Dangos atsparumo korozijai įtakos mechanizmas
Per Tafel kreivę ir elektrinės varžos vertės kitimo kreivę nustatyta, kad aliuminio oksido keramikos danga su grafenu, anglies nanovamzdeliais ir jų mišiniu gali pagerinti metalo matricos atsparumą korozijai, o jų sinerginis poveikis gali dar labiau pagerinti koroziją. lipnios keraminės dangos atsparumas.Siekiant toliau tirti nano priedų poveikį dangos atsparumui korozijai, buvo stebima dangos mikro paviršiaus morfologija po korozijos.
5 paveiksle (A1, A2, B1, B2) parodyta atviro 304 nerūdijančio plieno ir padengtos gryno aliuminio oksido keramikos paviršiaus morfologija, esant skirtingam padidinimui po korozijos.5 paveiksle (A2) parodyta, kad paviršius po korozijos tampa šiurkštus.Pliko pagrindo paviršiuje po panardinimo į elektrolitą atsiranda kelios didelės korozijos duobės, rodančios, kad pliko metalo matricos atsparumas korozijai yra menkas ir elektrolitas lengvai prasiskverbia į matricą.Gryno aliuminio oksido keraminės dangos atveju, kaip parodyta 5 paveiksle (B2), nors po korozijos susidaro porėti korozijos kanalai, santykinai tanki gryno aliuminio oksido keraminės dangos struktūra ir puikus atsparumas korozijai veiksmingai blokuoja elektrolito invaziją, o tai paaiškina efektyvus aliuminio oksido keraminės dangos varžos pagerinimas.
Mwnt-cooh-sdbs, dangų, kuriose yra 0,2% grafeno, ir dangų, kuriose yra 0,2% mwnt-cooh-sdbs ir 0,2% grafeno, paviršiaus morfologija.Matyti, kad dvi dangos, kuriose yra grafeno 6 paveiksle (B2 ir C2), yra plokščios struktūros, dangoje esančių dalelių surišimas yra sandarus, o užpildo dalelės yra sandariai apvyniotos klijais.Nors paviršių ardo elektrolitas, porų kanalų susidaro mažiau.Po korozijos dangos paviršius yra tankus, defektų struktūrų nedaug.6 paveiksle (A1, A2) dėl mwnt-cooh-sdbs savybių danga prieš koroziją yra tolygiai paskirstyta porėta struktūra.Po korozijos pradinės dalies poros siaurėja ir ilgėja, o kanalas gilėja.Palyginti su 6 paveikslu (B2, C2), konstrukcija turi daugiau defektų, o tai atitinka dangos varžos vertės dydžio pasiskirstymą, gautą atlikus elektrocheminį korozijos bandymą.Tai rodo, kad aliuminio oksido keraminė danga, kurioje yra grafeno, ypač grafeno ir anglies nanovamzdelio mišinys, turi geriausią atsparumą korozijai.Taip yra todėl, kad anglies nanovamzdelio ir grafeno struktūra gali veiksmingai blokuoti įtrūkimų difuziją ir apsaugoti matricą.
7. Diskusija ir santrauka
Atlikus anglies nanovamzdelių ir grafeno priedų atsparumo korozijai bandymą ant aliuminio oksido keramikos dangos ir dangos paviršiaus mikrostruktūros analizę, padarytos šios išvados:
(1) Kai korozijos laikas buvo 19 valandų, pridedant 0,2% hibridinio anglies nanovamzdelio + 0,2% grafeno mišrios medžiagos aliuminio oksido keraminės dangos, korozijos srovės tankis padidėjo nuo 2,890 × 10-6 A / cm2 iki 1,536 × 10-6 A / cm2, elektrinė varža padidinama nuo 11388 Ω iki 28079 Ω, o atsparumo korozijai efektyvumas didžiausias – 46,85%.Palyginti su gryno aliuminio oksido keramikos danga, kompozitinė danga su grafenu ir anglies nanovamzdeliais turi geresnį atsparumą korozijai.
(2) Didėjant elektrolito panardinimo laikui, elektrolitas prasiskverbia į jungties dangos / pagrindo paviršių, kad susidarytų metalo oksido plėvelė, kuri trukdo elektrolitui prasiskverbti į pagrindą.Elektrinė varža pirmiausia mažėja, o vėliau didėja, o gryno aliuminio oksido keraminės dangos atsparumas korozijai yra prastas.Anglies nanovamzdelių ir grafeno struktūra ir sinergija blokavo elektrolito prasiskverbimą žemyn.Mirkant 19,5 val., nano medžiagų turinčios dangos elektrinė varža sumažėjo atitinkamai 22,94%, 25,60% ir 9,61%, o dangos atsparumas korozijai buvo geras.
(3) Dėl anglies nanovamzdelių savybių vien tik anglies nanovamzdeliais dedama danga turi tolygiai paskirstytą porėtą struktūrą prieš koroziją.Po korozijos pradinės dalies poros siaurėja ir ilgėja, o kanalai gilėja.Danga, kurioje yra grafeno, turi plokščią struktūrą prieš koroziją, dangoje esančių dalelių derinys yra artimas, o užpildo dalelės yra sandariai apvyniotos klijais.Nors po korozijos paviršių išgraužia elektrolitas, porų kanalų nedaug, o struktūra vis dar tanki.Anglies nanovamzdelių ir grafeno struktūra gali veiksmingai blokuoti įtrūkimų plitimą ir apsaugoti matricą.
Paskelbimo laikas: 2022-09-09