1. Pinnoitteen valmistelu
Myöhemmän sähkökemiallisen testin helpottamiseksi 30 mm valitaan × 4 mm 304 ruostumattomasta teräksestä pohjana. Pylvää ja poista jäännösoksidikerros ja ruostepisteet substraatin pinnalla hiekkapaperilla, laita ne dekantterilasteriin sisältävään asetoniin, käsittele substraatin pinnalla olevia tahroja BG-06C: n ultraäänipuhdistuksella Bangjie Electronics Company -yrityksellä 20 minuutin ajan, poista 20 minuutin ajan, poista poista 20 minuutin ajan, poista poista 20 minuutin ajan, poista poista 20 minuuttia Metallisubstraatin pinnalla olevat kulutusjätteet alkoholilla ja tislatulla vedellä ja kuivaa ne puhaltimella. Sitten alumiinioksidi (AL2O3), grafeeni- ja hybridi-hiilinanoputket (MWNT-COOHSDBS) valmistettiin suhteessa (100: 0: 0, 99,8: 0,2: 0, 99,8: 0: 0,2, 99,6: 0,2: 0,2) ja laitettu pallomylly (QM-3SP2 Nanjing Nanda Instrument Factory) pallojen jauhamiseen ja sekoittamiseen. Pallitehtaan pyörivä nopeus asetettiin 220 r / min, ja pallomylly käännettiin
Pallojällyn jälkeen aseta pallopalkintasäiliön kiertonopeus 1/2 vuorotellen pallojen jauhamisen valmistumisen jälkeen, ja aseta palloilmahallintasäiliön pyörimisnopeus 1/2 vuorotellen palloilun valmistumisen jälkeen. Pallo jauhettu keraaminen aggregaatti ja sideaine sekoitetaan tasaisesti 1,0 ∶ 0,8: n massaosan mukaan. Lopuksi liimakeraaminen pinnoite saatiin parantamalla prosessia.
2. korroosiotesti
Tässä tutkimuksessa sähkökemiallinen korroosiotesti hyväksyy Shanghai Chenhua chi660e -sähkökemiallisen työaseman, ja testi ottaa käyttöön kolmen elektroditestijärjestelmän. Platinaelektrodi on apuelektrodi, hopeahopeakloridielektrodi on vertailuelektrodi ja päällystetty näyte on toimiva elektrodi, jonka tehokas valotusalue on 1 cm2. Kytke vertailuelektrodi, työelektrodi ja apuelektrodi elektrolyyttiseen kennoon instrumentin kanssa, kuten kuvioissa 1 ja 2 esitetään. Ennen testiä liota näyte elektrolyytissä, joka on 3,5% NaCl -liuosta.
3. Pinnoitteiden sähkökemiallisen korroosion Tafel -analyysi
Kuvio 3 esittää päällystämättömän substraatin ja keraamisen pinnoitteen tafel -käyrää, joka on päällystetty erilaisilla nano -lisäaineilla sähkökemiallisen korroosion jälkeen 19 tunnin ajan. Taulukossa 1 on esitetty korroosiojännite, korroosiovirran tiheys ja sähköinen impedanssitestitiedot, jotka on saatu sähkökemiallisesta korroosiokokeesta.
Lähettää
Kun korroosiovirran tiheys on pienempi ja korroosionkestävyys on suurempi, pinnoitteen korroosionkestävyysvaikutus on parempi. Kuviosta 3 ja taulukosta 1 voidaan nähdä, että kun korroosioaika on 19H, paljaan metallimatriisin maksimaalinen korroosiojännite on -0,680 V ja matriisin korroosiovirran tiheys on myös suurin, saavuttaen 2,890 × 10-6 A /CM2。 Kun päällystettiin puhtaalla alumiinioksidilla keraamisella pinnoitteella, korroosiovirran tiheys laski 78%: iin ja PE oli 22,01%. Se osoittaa, että keraamisella pinnoitteella on parempi suojaava rooli ja se voi parantaa pinnoitteen korroosionkestävyyttä neutraalissa elektrolyteissä.
Kun pinnoitteeseen lisättiin 0,2% MWNT-COOH-SDB: tä tai 0,2% grafeenia, korroosiovirran tiheys laski, resistenssi kasvoi ja päällysteen korroosionkestävyys parani edelleen, PE: n ollessa 38,48% ja 40,10%. Kun pinta päällystetään 0,2% MWNT-COOH-SDB: llä ja 0,2% grafeenisekoitettua alumiinioksidipinnoittoa, korroosiovirta vähenee edelleen 2,890 × 10-6 A / CM2: sta 1,536 × 10-6 A / cm2: een, maksimiresistenssiin arvo, joka on noussut 11388 Ω: sta 28079 Ω: een, ja päällysteen PE voi saavuttaa 46,85%. Se osoittaa, että valmistetulla kohdetuotteella on hyvä korroosionkestävyys, ja hiilinanoputkien ja grafeenin synergistinen vaikutus voi parantaa tehokkaasti keraamisen pinnoitteen korroosionkestävyyttä.
4. Liotusajan vaikutus pinnoitteen impedanssiin
Pinnoitteen korroosionkestävyyden tutkimiseksi 4.
Lähettää
Upotuksen alkuvaiheessa (10 tuntia), pinnoitteen hyvän tiheyden ja rakenteen vuoksi, elektrolyytti on vaikea upottaa pinnoitteeseen. Tällä hetkellä keraaminen pinnoite osoittaa suurta vastustusta. Tietyn ajanjakson liottamisen jälkeen vastus vähenee merkittävästi, koska ajan kuluessa elektrolyytti muodostaa vähitellen korroosiokanavan huokosten ja pinnoitteen halkeamien läpi ja tunkeutuu matriisiin, mikä johtaa merkittävään vähenemiseen vastustuskyvyn vähentymiseen merkittävästi vastustuskykyyn merkittävästi vastustuskykyyn. pinnoite.
Toisessa vaiheessa, kun korroosiotuotteet kasvavat tiettyyn määrään, diffuusio estetään ja rako tukkeutuu vähitellen. Samanaikaisesti, kun elektrolyytti tunkeutuu sitoutumisrajapinnalle sitoutumiskerroksen / matriisin, vesimolekyylit reagoivat matriisin Fe -elementin kanssa päällystys- / matriisin liitoskohdassa tuottamaan ohut metallioksidikalvo, joka estää the the the Elektrolyytin tunkeutuminen matriisiin ja lisää vastusarvoa. Kun paljain metallimatriisi on sähkökemiallisesti syöpynyt, suurin osa vihreästä flokkulenttisesta saostumisesta tuotetaan elektrolyytin pohjassa. Elektrolyyttinen liuos ei muuttanut väriä päällystetyn näytteen elektrolysoidessa, mikä voi todistaa yllä olevan kemiallisen reaktion olemassaolon.
Lyhyen liotusajan ja suurten ulkoisten vaikutustekijöiden takia, jotta saadaan edelleen sähkökemiallisten parametrien tarkko muutossuhde, analysoidaan 19 tunnin ja 19,5 tunnin tafelikäyrät. Zsimpwin -analyysiohjelmistolla saatu korroosiovirran tiheys ja vastus on esitetty taulukossa 2. Voidaan havaita, että kun ne on kastettu 19 tuntia, verrattuna paljaan substraattiin, puhtaan alumiinioksidi- ja alumiinioksidi -komposiittipinnoitteen korroosiovirran tiheys, joka sisältää nano -lisäaineita, ovat pienempi ja vastusarvo on suurempi. Hiilinanoputkia sisältävien keraamisen pinnoitteen vastusarvo ja grafeenia sisältävä pinnoite on melkein sama, kun taas hiilinanoputkien ja grafeenikomposiittimateriaalien pinnoitusrakenne paranee merkittävästi, tämä johtuu siitä, että yhden ulotteisten hiilinanoputkien ja kaksiulotteisen grafeenin synergistinen vaikutus Parantaa materiaalin korroosionkestävyyttä.
Upotusajan (19,5 tuntia) lisääntyessä paljaan substraatin vastus kasvaa, mikä osoittaa, että se on korroosion toisessa vaiheessa ja metallioksidikalvoa tuotetaan substraatin pinnalla. Samoin ajan myötä lisääntyy ajan kuluessa puhtaan alumiinioksidi -keraamisen pinnoitteen vastus, mikä osoittaa, että tällä hetkellä, vaikka keraamisen pinnoitteen hidastuminen, elektrolyytti on tunkeutunut pinnoitteen / matriisin sitoutumisliittymään ja tuottanut oksidikalvoa, oksidikalvoa kemiallisen reaktion kautta.
Verrattuna alumiinioksidipinnoitteeseen, joka sisälsi 0,2% MWNT-COOH-SDB: tä, alumiinioksidipinnoite, joka sisältää 0,2% grafeenia, ja alumiinioksidipinnoitteen, joka sisältää 0,2% MWNT-COOH-SDB: tä ja 0,2% grafeenia, päällystyskestävyys laski merkittävästi ajan kuluessa, laski vähentynyt vastaavasti 22,94%, 25,60% ja 9,61%, mikä osoittaa, että elektrolyytti ei tunkeutunut niveliin Pinnoite ja substraatti tällä hetkellä, tämä johtuu siitä, että hiilinanoputkien ja grafeenin rakenne estää elektrolyytin alaspäin tunkeutumisen, mikä suojaa matriisia. Näiden kahden synergistinen vaikutus vahvistetaan edelleen. Kahta nano -materiaalia sisältävällä päällysteellä on parempi korroosionkestävyys.
Tafel -käyrän ja sähköisen impedanssiarvon muutoskäyrän kautta havaitaan, että alumiinioksidikeraaminen pinnoite grafeenilla, hiilinanoputkilla ja niiden seoksella voi parantaa metallimatriisin korroosionkestävyyttä, ja näiden kahden synergistinen vaikutus voi parantaa korroosion edelleen liimakeraamisen pinnoitteen vastus. Nano -lisäaineiden vaikutusta edelleen pinnoitteen korroosionkestävyyteen havaittiin pinnoitteen mikropinnan morfologia korroosion jälkeen.
Lähettää
Kuvio 5 (A1, A2, B1, B2) näyttää paljaan 304 ruostumattoman teräksen pintamorfologian ja päällystetyn puhtaan alumiinioksidikeramiikan eri suurennuksessa korroosion jälkeen. Kuvio 5 (A2) osoittaa, että pinta korroosion jälkeen tulee karkea. Paljaan substraatin osalta pinnalle esiintyy useita suuria korroosiokuoppia elektrolyytin upotuksen jälkeen, mikä osoittaa, että paljaan metallimatriisin korroosionkestävyys on heikko ja elektrolyytti on helppo tunkeutua matriisiin. Puhtaalle alumiinioksidille keraamiselle pinnoitelle, kuten kuviossa 5 (B2) esitetään, vaikka huokoiset korroosiokanavat syntyy korroosion jälkeen, puhtaan alumiinioksidi -keraamisen pinnoitteen suhteellisen tiheä rakenne ja erinomainen korroosionkestävyys estävät elektrolyytin hyökkäyksen, mikä selittää syyn. Alumiinioksidikeraamisen pinnoitteen impedanssin tehokas parantaminen.
Lähettää
MWNT-COOH-SDBS: n pintamorfologia, pinnoitteet, jotka sisältävät 0,2% grafeenia ja pinnoitteita, jotka sisältävät 0,2% MWNT-COOH-SDBS ja 0,2% grafeenia. Voidaan nähdä, että kuviossa 6 (B2 ja C2) grafeenia sisältävällä kahdella pinnoitteella on tasainen rakenne, pinnoitteen hiukkasten välinen sitoutuminen on tiukasti ja aggregaattihiukkaset kääritään tiukasti liimalla. Vaikka elektrolyytti heikentää pintaa, muodostuu vähemmän huokoskanavia. Korroosion jälkeen pinnoituspinta on tiheä ja vikarakenteita on vähän. Kuvalle 6 (A1, A2), johtuen MWNT-COOH-SDBS-ominaisuuksista, pinnoite ennen korroosiota on tasaisesti jakautunut huokoinen rakenne. Korroosion jälkeen alkuperäisen osan huokoset muuttuvat kapeaksi ja pitkiksi, ja kanava syvenee. Kuvioon 6 (B2, C2) verrattuna rakenteessa on enemmän vikoja, mikä on yhdenmukainen sähkökemiallisesta korroosiotestistä saadun pinnoitteen impedanssiarvon kokojakauman kanssa. Se osoittaa, että alumiinioksidi -keraamisella pinnoitteella, joka sisältää grafeenia, etenkin grafeenin ja hiilinanoputken seoksella, on paras korroosionkestävyys. Tämä johtuu siitä, että hiilinanoputken ja grafeenin rakenne voi tehokkaasti estää halkeaman diffuusion ja suojata matriisia.
5. Keskustelu ja yhteenveto
Hiilinanoputkien ja grafeenilisäaineiden korroosionkestävyyden avulla alumiinioksidikeraamisessa pinnoitteessa ja pinnoitteen pintamikrorakenteen analysoinnissa tehdään seuraavat päätelmät:
(1) Kun korroosioaika oli 19 tuntia, lisäämällä 0,2% hybridi-hiilinanoputkia + 0,2% grafeenisekoitettua materiaalia alumiinioksidia keraamista pinnoitetta, korroosiovirran tiheys nousi 2,890 × 10-6 A / cm2: sta 1,536 × 10-6 A / CM2, sähköinen impedanssi kasvaa 11388 Ω: sta 28079 Ω: een, ja korroosionkestävyystehokkuus on Suurin, 46,85%. Verrattuna puhtaaseen alumiinioksidi -keraamiseen pinnoitteeseen, komposiittipäällysteellä grafeenin ja hiilinanoputkien kanssa on parempi korroosionkestävyys.
(2) Elektrolyytin upotusajan pidentämisen myötä elektrolyytti tunkeutuu päällysteen / substraatin nivelpintaan metallioksidikalvon tuottamiseksi, mikä estää elektrolyytin tunkeutumista substraattiin. Sähköinen impedanssi vähenee ensin ja kasvaa sitten, ja puhtaan alumiinioksidin keraamisen pinnoitteen korroosionkestävyys on heikko. Hiilinanoputkien ja grafeenin rakenne ja synergia estivät elektrolyytin alaspäin tunkeutumisen. Kun nano -materiaalit sisältävät pinnoitteen kasteltiin 19,5 tuntia, laski vastaavasti 22,94%, 25,60% ja 9,61%, ja pinnoitteen korroosionkestävyys oli hyvä.
6. Korroosionkestävyyden päällystysmekanismi
Tafel -käyrän ja sähköisen impedanssiarvon muutoskäyrän kautta havaitaan, että alumiinioksidikeraaminen pinnoite grafeenilla, hiilinanoputkilla ja niiden seoksella voi parantaa metallimatriisin korroosionkestävyyttä, ja näiden kahden synergistinen vaikutus voi parantaa korroosion edelleen liimakeraamisen pinnoitteen vastus. Nano -lisäaineiden vaikutusta edelleen pinnoitteen korroosionkestävyyteen havaittiin pinnoitteen mikropinnan morfologia korroosion jälkeen.
Kuvio 5 (A1, A2, B1, B2) näyttää paljaan 304 ruostumattoman teräksen pintamorfologian ja päällystetyn puhtaan alumiinioksidikeramiikan eri suurennuksessa korroosion jälkeen. Kuvio 5 (A2) osoittaa, että pinta korroosion jälkeen tulee karkea. Paljaan substraatin osalta pinnalle esiintyy useita suuria korroosiokuoppia elektrolyytin upotuksen jälkeen, mikä osoittaa, että paljaan metallimatriisin korroosionkestävyys on heikko ja elektrolyytti on helppo tunkeutua matriisiin. Puhtaalle alumiinioksidille keraamiselle pinnoitelle, kuten kuviossa 5 (B2) esitetään, vaikka huokoiset korroosiokanavat syntyy korroosion jälkeen, puhtaan alumiinioksidi -keraamisen pinnoitteen suhteellisen tiheä rakenne ja erinomainen korroosionkestävyys estävät elektrolyytin hyökkäyksen, mikä selittää syyn. Alumiinioksidikeraamisen pinnoitteen impedanssin tehokas parantaminen.
MWNT-COOH-SDBS: n pintamorfologia, pinnoitteet, jotka sisältävät 0,2% grafeenia ja pinnoitteita, jotka sisältävät 0,2% MWNT-COOH-SDBS ja 0,2% grafeenia. Voidaan nähdä, että kuviossa 6 (B2 ja C2) grafeenia sisältävällä kahdella pinnoitteella on tasainen rakenne, pinnoitteen hiukkasten välinen sitoutuminen on tiukasti ja aggregaattihiukkaset kääritään tiukasti liimalla. Vaikka elektrolyytti heikentää pintaa, muodostuu vähemmän huokoskanavia. Korroosion jälkeen pinnoituspinta on tiheä ja vikarakenteita on vähän. Kuvalle 6 (A1, A2), johtuen MWNT-COOH-SDBS-ominaisuuksista, pinnoite ennen korroosiota on tasaisesti jakautunut huokoinen rakenne. Korroosion jälkeen alkuperäisen osan huokoset muuttuvat kapeaksi ja pitkiksi, ja kanava syvenee. Kuvioon 6 (B2, C2) verrattuna rakenteessa on enemmän vikoja, mikä on yhdenmukainen sähkökemiallisesta korroosiotestistä saadun pinnoitteen impedanssiarvon kokojakauman kanssa. Se osoittaa, että alumiinioksidi -keraamisella pinnoitteella, joka sisältää grafeenia, etenkin grafeenin ja hiilinanoputken seoksella, on paras korroosionkestävyys. Tämä johtuu siitä, että hiilinanoputken ja grafeenin rakenne voi tehokkaasti estää halkeaman diffuusion ja suojata matriisia.
7. Keskustelu ja yhteenveto
Hiilinanoputkien ja grafeenilisäaineiden korroosionkestävyyden avulla alumiinioksidikeraamisessa pinnoitteessa ja pinnoitteen pintamikrorakenteen analysoinnissa tehdään seuraavat päätelmät:
(1) Kun korroosioaika oli 19 tuntia, lisäämällä 0,2% hybridi-hiilinanoputkia + 0,2% grafeenisekoitettua materiaalia alumiinioksidia keraamista pinnoitetta, korroosiovirran tiheys nousi 2,890 × 10-6 A / cm2: sta 1,536 × 10-6 A / CM2, sähköinen impedanssi kasvaa 11388 Ω: sta 28079 Ω: een, ja korroosionkestävyystehokkuus on Suurin, 46,85%. Verrattuna puhtaaseen alumiinioksidi -keraamiseen pinnoitteeseen, komposiittipäällysteellä grafeenin ja hiilinanoputkien kanssa on parempi korroosionkestävyys.
(2) Elektrolyytin upotusajan pidentämisen myötä elektrolyytti tunkeutuu päällysteen / substraatin nivelpintaan metallioksidikalvon tuottamiseksi, mikä estää elektrolyytin tunkeutumista substraattiin. Sähköinen impedanssi vähenee ensin ja kasvaa sitten, ja puhtaan alumiinioksidin keraamisen pinnoitteen korroosionkestävyys on heikko. Hiilinanoputkien ja grafeenin rakenne ja synergia estivät elektrolyytin alaspäin tunkeutumisen. Kun nano -materiaalit sisältävät pinnoitteen kasteltiin 19,5 tuntia, laski vastaavasti 22,94%, 25,60% ja 9,61%, ja pinnoitteen korroosionkestävyys oli hyvä.
(3) Hiilinanoputkien ominaisuuksien vuoksi pelkästään hiilinanoputkilla lisätty päällysteellä on tasaisesti jakautunut huokoinen rakenne ennen korroosiota. Korroosion jälkeen alkuperäisen osan huokoset muuttuvat kapeaksi ja pitkiksi, ja kanavat syvenee. Grafeenia sisältävällä pinnoitteella on tasainen rakenne ennen korroosiota, pinnoitteen hiukkasten välinen yhdistelmä on lähellä ja aggregaattihiukkaset kääritään tiukasti liimalla. Vaikka elektrolyytti heikentää pintaa korroosion jälkeen, huokoskanavia on vähän ja rakenne on edelleen tiheä. Hiilinanoputkien ja grafeenin rakenne voi tehokkaasti estää halkeaman etenemisen ja suojata matriisia.
Viestin aika: Mar-09-2022