1. Bevonat előkészítése
A későbbi elektrokémiai vizsgálat megkönnyítése érdekében alapnak 30 mm × 4 mm 304 rozsdamentes acélt választunk.Csiszolópapírral polírozzuk le és távolítsuk el a visszamaradt oxidréteget és rozsdafoltokat az aljzat felületéről, tegyük acetonos főzőpohárba, kezeljük az aljzat felületén lévő foltokat a Bangjie elektronikai cég bg-06c ultrahangos tisztítójával 20 percig, távolítsuk el. alkohollal és desztillált vízzel törölje le a fémfelület felületén lévő kopásos törmeléket, majd fúvóval szárítsa meg.Ezután alumínium-oxidot (Al2O3), grafént és hibrid szén nanocsövet (mwnt-coohsdbs) állítottunk elő arányban (100:0:0, 99.8:0.2:0, 99.8:0:0.2, 99.6:0.2:0.2), és belehelyeztük egy golyós malom (qm-3sp2 Nanjing NANDA hangszergyár) golyós maráshoz és keveréshez.A golyósmalom forgási sebességét 220 R/min-re állítottuk be, és a golyósmalom forgási sebességét
A golyós marás után a golyós maró tartály forgási sebességét a golyós marás befejezése után váltakozva állítsa 1/2-re, a golyós maró tartály forgási sebességét pedig váltakozva állítsa 1/2-re a golyós marás befejezése után.A golyós őrölt kerámia adalékanyagot és a kötőanyagot az 1,0 ∶ 0,8 tömeghányadnak megfelelően egyenletesen összekeverjük.Végül a tapadó kerámia bevonatot térhálósítási eljárással kaptuk.
2. Korróziós vizsgálat
Ebben a tanulmányban az elektrokémiai korróziós teszt a Shanghai Chenhua chi660e elektrokémiai munkaállomást, a teszt pedig egy háromelektródás tesztrendszert alkalmaz.A platina elektróda a segédelektróda, az ezüst-ezüst-klorid elektróda a referenciaelektróda, és a bevont minta a munkaelektróda, 1 cm2 effektív expozíciós területtel.Csatlakoztassa a referenciaelektródát, a munkaelektródát és a segédelektródát az elektrolitikus cellában a műszerrel az 1. és 2. ábrán látható módon. A vizsgálat előtt áztassa a mintát elektrolitba, amely 3,5%-os NaCl-oldat.
3. Bevonatok elektrokémiai korróziójának Tafel elemzése
A 3. ábra a bevonat nélküli szubsztrátum és a különböző nanoadalékokkal bevont kerámia bevonat Tafel-görbéjét mutatja 19 órás elektrokémiai korrózió után.Az elektrokémiai korróziós vizsgálat során kapott korróziós feszültség, korróziós áramsűrűség és elektromos impedancia vizsgálati adatokat az 1. táblázat tartalmazza.
Beküldés
Ha a korróziós áramsűrűség kisebb és a korrózióállósági hatásfok nagyobb, a bevonat korrózióállósági hatása jobb.A 3. ábrából és az 1. táblázatból látható, hogy amikor a korróziós idő 19 óra, a csupasz fém mátrix maximális korróziós feszültsége -0,680 V, és a mátrix korróziós áramsűrűsége is a legnagyobb, eléri a 2,890 × 10-6 A-t. /cm2 。 Tiszta alumínium-oxid kerámia bevonattal a korróziós áramsűrűség 78%-ra csökkent, a PE pedig 22,01%.Ez azt mutatja, hogy a kerámia bevonat jobb védő szerepet játszik, és javíthatja a bevonat korrózióállóságát semleges elektrolitban.
Amikor 0,2% mwnt-cooh-sdbs-t vagy 0,2% grafént adtunk a bevonathoz, a korróziós áramsűrűség csökkent, az ellenállás nőtt, és a bevonat korrózióállósága tovább javult, a PE-érték 38,48%, illetve 40,10%.Ha a felületet 0,2% mwnt-cooh-sdbs és 0,2% grafén kevert alumínium-oxid bevonattal vonják be, a korróziós áram tovább csökken 2,890 × 10-6 A / cm2-ről 1,536 × 10-6 A / cm2-re, ami a maximális ellenállás. érték, 11388 Ω-ról 28079 Ω-ra nőtt, és a bevonat PE-je elérheti a 46,85%-ot.Azt mutatja, hogy az elkészített céltermék jó korrózióállósággal rendelkezik, és a szén nanocsövek és a grafén szinergikus hatása hatékonyan javíthatja a kerámia bevonat korrózióállóságát.
4. Az áztatási idő hatása a bevonat impedanciájára
A bevonat korrózióállóságának további feltárása érdekében, figyelembe véve a minta elektrolitba merítési idejének hatását a vizsgálatra, a négy bevonat ellenállásának változási görbéit kapjuk különböző merítési idők mellett, amint az az ábrán látható. 4.
Beküldés
A bemerítés kezdeti szakaszában (10 óra) a bevonat jó sűrűsége és szerkezete miatt az elektrolit nehezen meríthető a bevonatba.Ekkor a kerámia bevonat nagy ellenállást mutat.Egy ideig tartó áztatás után az ellenállás jelentősen csökken, mivel az elektrolit az idő múlásával fokozatosan korróziós csatornát képez a bevonat pórusain, repedéseiben és behatol a mátrixba, aminek következtében a bevonat ellenállása jelentősen csökken. a bevonatot.
A második szakaszban, amikor a korróziós termékek egy bizonyos mértékig megnövekednek, a diffúzió blokkolódik, és a rés fokozatosan blokkolódik.Ugyanakkor, amikor az elektrolit behatol a kötő alsó réteg/mátrix kötőfelületébe, a vízmolekulák reakcióba lépnek a mátrixban lévő Fe elemmel a bevonat/mátrix találkozásánál, és vékony fém-oxid filmet képeznek, ami akadályozza a az elektrolit behatolása a mátrixba és növeli az ellenállás értékét.Amikor a csupasz fémmátrixot elektrokémiailag korrodálják, a zöld flokkuláló csapadék nagy része az elektrolit alján keletkezik.Az elektrolitikus oldat színe nem változott a bevont minta elektrolízise során, ami a fenti kémiai reakció fennállását bizonyítja.
A rövid áztatási idő és a nagy külső befolyásoló tényezők miatt az elektrokémiai paraméterek pontos változási összefüggésének további megállapítása érdekében a 19 órás és 19,5 órás Tafel-görbék elemzésére kerül sor.A zsimpwin elemző szoftverrel kapott korróziós áramsűrűség és ellenállás a 2. táblázatban látható. Megállapítható, hogy 19 órás áztatáskor a csupasz hordozóhoz képest a tiszta alumínium-oxid és a nanoadalékanyagokat tartalmazó alumínium-oxid kompozit bevonat korróziós áramsűrűsége kisebb és az ellenállás értéke nagyobb.A szén nanocsöveket tartalmazó kerámia bevonat és a grafén tartalmú bevonat ellenállási értéke közel azonos, míg a szén nanocsövekkel és grafén kompozit anyagokkal a bevonat szerkezete jelentősen javul, Ennek az az oka, hogy az egydimenziós szén nanocsövek és a kétdimenziós grafén szinergikus hatása javítja az anyag korrózióállóságát.
A bemerítési idő (19,5 óra) növekedésével a csupasz hordozó ellenállása növekszik, jelezve, hogy a korrózió második szakaszában van, és az aljzat felületén fémoxid film keletkezik.Hasonlóképpen, az idő növekedésével a tiszta alumínium-oxid kerámia bevonat ellenállása is növekszik, ami azt jelzi, hogy jelenleg, bár a kerámia bevonat lassító hatása van, az elektrolit áthatolt a bevonat/mátrix kötőfelületén, és oxidfilmet hoz létre. kémiai reakción keresztül.
A 0,2% mwnt-cooh-sdb-t tartalmazó alumínium-oxid bevonattal, a 0,2% grafént és a 0,2% mwnt-cooh-sdb-t és 0,2% grafént tartalmazó alumínium-oxid bevonattal összehasonlítva a bevonat ellenállása az idő növekedésével jelentősen csökkent, csökkent. 22,94%-kal, 25,60%-kal, illetve 9,61%-kal, ami azt jelzi, hogy az elektrolit ekkor még nem hatolt be a bevonat és az alapfelület közötti hézagba. Ennek az az oka, hogy a szén nanocsövek és a grafén szerkezete blokkolja az elektrolit lefelé történő behatolását, így védve a Mátrix.A kettő szinergikus hatását tovább igazoljuk.A két nanoanyagot tartalmazó bevonat jobb korrózióállósággal rendelkezik.
A Tafel-görbe és az elektromos impedancia érték változási görbéjén keresztül kiderül, hogy a grafénnel, szén nanocsövekkel és ezek keverékével készült alumínium-oxid kerámia bevonat javíthatja a fémmátrix korrózióállóságát, a kettő szinergikus hatása pedig tovább javíthatja a korróziót. a tapadó kerámia bevonat ellenállása.A nanoadalékok bevonat korrózióállóságára gyakorolt hatásának további feltárása érdekében a bevonat korrózió utáni mikrofelületi morfológiáját figyeltük meg.
Beküldés
Az 5. ábra (A1, A2, B1, B2) a kitett 304-es rozsdamentes acél és bevont tiszta alumínium-oxid kerámiák felületi morfológiáját mutatja különböző nagyítással korrózió után.Az 5. ábra (A2) azt mutatja, hogy a felület a korrózió után érdessé válik.A csupasz aljzat esetében elektrolitba merítés után több nagy korróziós gödör jelenik meg a felületen, jelezve, hogy a csupasz fémmátrix korrózióállósága gyenge, és az elektrolit könnyen behatol a mátrixba.A tiszta alumínium-oxid kerámia bevonat esetében, amint az az 5. ábrán látható (B2), bár a korrózió után porózus korróziós csatornák keletkeznek, a tiszta alumínium-oxid kerámia bevonat viszonylag sűrű szerkezete és kiváló korrózióállósága hatékonyan blokkolja az elektrolit behatolását, ami megmagyarázza a az alumínium-oxid kerámia bevonat impedanciájának hatékony javítása.
Beküldés
Az mwnt-cooh-sdbs, a 0,2% grafént tartalmazó bevonatok és a 0,2% mwnt-cooh-sdbs és 0,2% grafént tartalmazó bevonatok felületi morfológiája.Látható, hogy a 6. ábrán látható két grafént tartalmazó bevonat (B2 és C2) lapos szerkezetű, a bevonatban lévő részecskék közötti kötés szoros, az adalékszemcséket pedig a ragasztó szorosan becsomagolja.Bár a felületet az elektrolit erodálja, kevesebb póruscsatorna képződik.A korrózió után a bevonat felülete sűrű, és kevés a hibás szerkezet.A 6. ábrán (A1, A2) az mwnt-cooh-sdbs jellemzői miatt a bevonat korrózió előtt egyenletes eloszlású porózus szerkezet.A korrózió után az eredeti alkatrész pórusai szűkülnek és meghosszabbodnak, a csatorna pedig mélyebbé válik.A 6. ábrához (B2, C2) képest a szerkezetnek több hibája van, ami összhangban van az elektrokémiai korróziós tesztből kapott bevonat impedancia értékének méreteloszlásával.Ez azt mutatja, hogy a grafént tartalmazó alumínium-oxid kerámia bevonat, különösen a grafén és a szén nanocső keveréke rendelkezik a legjobb korrózióállósággal.Ennek az az oka, hogy a szén nanocső és a grafén szerkezete hatékonyan blokkolja a repedések diffúzióját és védi a mátrixot.
5. Vita és összefoglaló
A szén nanocsövek és grafén adalékok korrózióállósági vizsgálata alumínium-oxid kerámia bevonaton, valamint a bevonat felületi mikroszerkezetének elemzése során a következő következtetéseket vontuk le:
(1) Ha a korróziós idő 19 óra volt, 0,2% hibrid szén nanocső + 0,2% grafén kevert anyagú alumínium-oxid kerámia bevonat hozzáadásával a korróziós áramsűrűség 2,890 × 10-6 A/cm2-ről 1,536 × 10-6 A/-re nőtt. cm2, az elektromos impedancia 11388 Ω-ról 28079 Ω-ra nő, a korrózióállósági hatásfok pedig a legnagyobb, 46,85%.A tiszta alumínium-oxid kerámia bevonattal összehasonlítva a grafént és szén nanocsöveket tartalmazó kompozit bevonat jobb korrózióállósággal rendelkezik.
(2) Az elektrolit merítési idejének növekedésével az elektrolit behatol a bevonat/szubsztrát kötési felületébe, hogy fém-oxid filmet hozzon létre, amely megakadályozza az elektrolit behatolását a hordozóba.Az elektromos impedancia először csökken, majd növekszik, és a tiszta alumínium-oxid kerámia bevonat korrózióállósága gyenge.A szén nanocsövek és a grafén szerkezete és szinergiája megakadályozta az elektrolit lefelé történő behatolását.19,5 órás áztatáskor a nanoanyagokat tartalmazó bevonat elektromos impedanciája 22,94%-kal, 25,60%-kal, illetve 9,61%-kal csökkent, a bevonat korrózióállósága pedig jó volt.
6. A bevonat korrózióállóságát befolyásoló mechanizmus
A Tafel-görbe és az elektromos impedancia érték változási görbéjén keresztül kiderül, hogy a grafénnel, szén nanocsövekkel és ezek keverékével készült alumínium-oxid kerámia bevonat javíthatja a fémmátrix korrózióállóságát, a kettő szinergikus hatása pedig tovább javíthatja a korróziót. a tapadó kerámia bevonat ellenállása.A nanoadalékok bevonat korrózióállóságára gyakorolt hatásának további feltárása érdekében a bevonat korrózió utáni mikrofelületi morfológiáját figyeltük meg.
Az 5. ábra (A1, A2, B1, B2) a kitett 304-es rozsdamentes acél és bevont tiszta alumínium-oxid kerámiák felületi morfológiáját mutatja különböző nagyítással korrózió után.Az 5. ábra (A2) azt mutatja, hogy a felület a korrózió után érdessé válik.A csupasz aljzat esetében elektrolitba merítés után több nagy korróziós gödör jelenik meg a felületen, jelezve, hogy a csupasz fémmátrix korrózióállósága gyenge, és az elektrolit könnyen behatol a mátrixba.A tiszta alumínium-oxid kerámia bevonat esetében, amint az az 5. ábrán látható (B2), bár a korrózió után porózus korróziós csatornák keletkeznek, a tiszta alumínium-oxid kerámia bevonat viszonylag sűrű szerkezete és kiváló korrózióállósága hatékonyan blokkolja az elektrolit behatolását, ami megmagyarázza a az alumínium-oxid kerámia bevonat impedanciájának hatékony javítása.
Az mwnt-cooh-sdbs, a 0,2% grafént tartalmazó bevonatok és a 0,2% mwnt-cooh-sdbs és 0,2% grafént tartalmazó bevonatok felületi morfológiája.Látható, hogy a 6. ábrán látható két grafént tartalmazó bevonat (B2 és C2) lapos szerkezetű, a bevonatban lévő részecskék közötti kötés szoros, az adalékszemcséket pedig a ragasztó szorosan becsomagolja.Bár a felületet az elektrolit erodálja, kevesebb póruscsatorna képződik.A korrózió után a bevonat felülete sűrű, és kevés a hibás szerkezet.A 6. ábrán (A1, A2) az mwnt-cooh-sdbs jellemzői miatt a bevonat korrózió előtt egyenletes eloszlású porózus szerkezet.A korrózió után az eredeti alkatrész pórusai szűkülnek és meghosszabbodnak, a csatorna pedig mélyebbé válik.A 6. ábrához (B2, C2) képest a szerkezetnek több hibája van, ami összhangban van az elektrokémiai korróziós tesztből kapott bevonat impedancia értékének méreteloszlásával.Ez azt mutatja, hogy a grafént tartalmazó alumínium-oxid kerámia bevonat, különösen a grafén és a szén nanocső keveréke rendelkezik a legjobb korrózióállósággal.Ennek az az oka, hogy a szén nanocső és a grafén szerkezete hatékonyan blokkolja a repedések diffúzióját és védi a mátrixot.
7. Vita és összefoglaló
A szén nanocsövek és grafén adalékok korrózióállósági vizsgálata alumínium-oxid kerámia bevonaton, valamint a bevonat felületi mikroszerkezetének elemzése során a következő következtetéseket vontuk le:
(1) Ha a korróziós idő 19 óra volt, 0,2% hibrid szén nanocső + 0,2% grafén kevert anyagú alumínium-oxid kerámia bevonat hozzáadásával a korróziós áramsűrűség 2,890 × 10-6 A/cm2-ről 1,536 × 10-6 A/-re nőtt. cm2, az elektromos impedancia 11388 Ω-ról 28079 Ω-ra nő, a korrózióállósági hatásfok pedig a legnagyobb, 46,85%.A tiszta alumínium-oxid kerámia bevonattal összehasonlítva a grafént és szén nanocsöveket tartalmazó kompozit bevonat jobb korrózióállósággal rendelkezik.
(2) Az elektrolit merítési idejének növekedésével az elektrolit behatol a bevonat/szubsztrát kötési felületébe, hogy fém-oxid filmet hozzon létre, amely megakadályozza az elektrolit behatolását a hordozóba.Az elektromos impedancia először csökken, majd növekszik, és a tiszta alumínium-oxid kerámia bevonat korrózióállósága gyenge.A szén nanocsövek és a grafén szerkezete és szinergiája megakadályozta az elektrolit lefelé történő behatolását.19,5 órás áztatáskor a nanoanyagokat tartalmazó bevonat elektromos impedanciája 22,94%-kal, 25,60%-kal, illetve 9,61%-kal csökkent, a bevonat korrózióállósága pedig jó volt.
(3) A szén nanocsövek jellemzőiből adódóan az önmagában szén nanocsövekkel hozzáadott bevonat egyenletesen eloszló porózus szerkezetű a korrózió előtt.A korrózió után az eredeti alkatrész pórusai szűkülnek és meghosszabbodnak, a csatornák pedig mélyebbek lesznek.A grafént tartalmazó bevonat korrózió előtt lapos szerkezetű, a bevonat részecskéi közötti kombináció szoros, az aggregált részecskéket a ragasztó szorosan becsomagolja.Bár a felületet a korrózió után az elektrolit erodálja, kevés a póruscsatorna, és a szerkezet továbbra is sűrű.A szén nanocsövek és a grafén szerkezete hatékonyan gátolja a repedés terjedését és védi a mátrixot.
Feladás időpontja: 2022-09-09