1. Kaplama hazırlığı
Daha sonraki elektrokimyasal testi kolaylaştırmak için, taban olarak 30mm × 4 mm 304 paslanmaz çelik seçilir. Substratın yüzeyindeki artık oksit tabakasını ve pas lekelerini zımpara kağıdı ile cilalayın ve çıkarın, bunları aseton içeren bir behere koyun, BG-06C ultrasonik olarak Bangjie Electronics Company ile BG-06C ultrasonik temizleyicisi ile alt tabakanın yüzeyindeki lekeleri 20 dakika çıkarın, çıkarın. Metal substratın yüzeyinde alkol ve damıtılmış su ile aşınma kalıntıları ve bir üfleyici ile kurutun. Daha sonra, alümina (AL2O3), grafen ve hibrid karbon nanotüp (MWNT-COOHSDB'ler) oranda (0: 0, 99.8: 0.2: 0, 99.8: 0: 0.2, 99.6: 0.2: 0.2) hazırlandı ve Top frezeleme ve karıştırma için bir bilyalı değirmen (Nanjing Nanda enstrüman fabrikası QM-3SP2). Top değirmeninin dönen hızı 220 R / dak olarak ayarlandı ve top değirmeni döndürüldü.
Bilyalı öğütme işleminden sonra, bilyalı freze tankının dönüş hızını, top frezeleme tamamlandıktan sonra dönüşümlü olarak 1/2 olarak ayarlayın ve bilyalı freze tankının dönüş hızını, bilyalı frezeleme tamamlandıktan sonra dönüşümlü olarak 1/2 olarak ayarlayın. Topla öğütülmüş seramik agrega ve bağlayıcı, 1.0 ∶ 0.8 kütle fraksiyonuna göre eşit olarak karıştırılır. Son olarak, yapışkan seramik kaplama kürleme işlemi ile elde edildi.
2. Korozyon testi
Bu çalışmada, elektrokimyasal korozyon testi Şangay Chenhua Chi660e elektrokimyasal iş istasyonunu benimser ve test üç elektrot test sistemini benimsemektedir. Platin elektrot yardımcı elektrot, gümüş gümüş klorür elektrot referans elektrottur ve kaplanmış numune, 1 cm2 etkili maruz kalma alanı olan çalışan elektrottur. Şekil 1 ve 2'de gösterildiği gibi elektrolitik hücredeki referans elektrodu, çalışma elektrotu ve yardımcı elektrotu cihazla bağlayın. Testten önce, numuneyi% 3.5 NaCl çözeltisi olan elektrolitte batırın.
3. Kaplamaların elektrokimyasal korozyonunun tafel analizi
Şekil 3, 19 saat boyunca elektrokimyasal korozyondan sonra farklı nano katkı maddeleri ile kaplanmış kaplanmamış substrat ve seramik kaplamanın tafel eğrisini göstermektedir. Elektrokimyasal korozyon testinden elde edilen korozyon voltajı, korozyon akım yoğunluğu ve elektrik empedans testi verileri Tablo 1'de gösterilmiştir.
Göndermek
Korozyon akımı yoğunluğu daha küçük olduğunda ve korozyon direnci verimliliği daha yüksek olduğunda, kaplamanın korozyon direnci etkisi daha iyidir. Şekil 3 ve Tablo 1'den korozyon süresi 19 saat olduğunda, çıplak metal matrisin maksimum korozyon voltajının -0.680 V olduğu ve matrisin korozyon akımı yoğunluğunun da en büyük, 2.890 × 10-6 A'ya ulaştığı görülebilir. /cm2。 Saf alümina seramik kaplama ile kaplandığında, korozyon akımı yoğunluğu% 78'e düştü ve PE% 22.01 idi. Seramik kaplamanın daha iyi bir koruyucu rol oynadığını ve nötr elektrolitte kaplamanın korozyon direncini artırabileceğini gösterir.
Kaplamaya% 0.2 MWNT-COOH-SDBS veya% 0.2 grafen ilave edildiğinde, korozyon akımı yoğunluğu azaldı, direnç arttı ve kaplamanın korozyon direnci daha da iyileştirildi, sırasıyla% 38.48 ve% 40.10. Yüzey% 0.2 MWNT-COOH-SDBS ve% 0.2 grafen karışık alümina kaplama ile kaplandığında, korozyon akımı 2.890 × 10-6 A / Cm2'den 1.536 × 10-6 A / CM2'ye kadar azalır, maksimum direnç Değer, 11388 Ω'dan 28079 ω'ya yükseldi ve kaplamanın PE'si%46.85'e ulaşabilir. Hazırlanan hedef ürünün iyi korozyon direncine sahip olduğunu ve karbon nanotüplerinin ve grafenin sinerjistik etkisinin seramik kaplamanın korozyon direncini etkili bir şekilde iyileştirebileceğini göstermektedir.
4. Soyma süresinin kaplama empedansı üzerindeki etkisi
Kaplamanın korozyon direncini daha fazla araştırmak için, elektrolitteki numunenin daldırma süresinin test üzerindeki etkisi göz önüne alındığında, dört kaplamanın farklı daldırma süresinde direncinin değişim eğrileri, Şekilde gösterildiği gibi elde edilir. 4.
Göndermek
Dalmanın ilk aşamasında (10 saat), kaplamanın iyi yoğunluğu ve yapısı nedeniyle elektrolitin kaplamaya daldırılması zordur. Şu anda, seramik kaplama yüksek direnç gösteriyor. Bir süre için ıslatıldıktan sonra, direnç önemli ölçüde azalır, çünkü zamanın geçişi ile elektrolit, kaplamadaki gözenekler ve çatlaklar boyunca kademeli olarak bir korozyon kanalı oluşturur ve matris içine nüfuz eder, bu da kaplama.
İkinci aşamada, korozyon ürünleri belirli bir miktara yükseldiğinde, difüzyon bloke edilir ve boşluk kademeli olarak bloke edilir. Aynı zamanda, elektrolit bağlanma alt tabakasının / matrisinin bağlanma arayüzüne nüfuz ettiğinde, su molekülleri, ince bir metal oksit filmi üretmek için kaplama / matris kavşağındaki matristeki Fe elemanı ile reaksiyona girer, Elektrolitin matrise penetrasyonu ve direnç değerini arttırır. Çıplak metal matrisi elektrokimyasal olarak aşındığında, yeşil flokülten yağışların çoğu elektrolitin dibinde üretilir. Elektrolitik çözelti, yukarıdaki kimyasal reaksiyonun varlığını kanıtlayabilen kaplanmış numuneyi elektroliz ederken rengi değiştirmedi.
Kısa ıslatma süresi ve büyük dış etki faktörleri nedeniyle, elektrokimyasal parametrelerin doğru değişim ilişkisini daha da elde etmek için 19 saat ve 19.5 saatlik tafel eğrileri analiz edilir. ZSIMPWIN analiz yazılımı tarafından elde edilen korozyon akımı yoğunluğu ve direnç Tablo 2'de gösterilmiştir. Çıplak substrat ile karşılaştırıldığında 19 saat ıslatıldığında, saf alümina ve alümina kompozit malzemelerinin korozyon akımı yoğunluğu, nano ilave malzemeler içeren Daha küçük ve direnç değeri daha büyük. Karbon nanotüpleri içeren seramik kaplamanın direnç değeri ve grafen içeren kaplama neredeyse aynı iken, karbon nanotüpleri ve grafen kompozit malzemeleri olan kaplama yapısı önemli ölçüde arttırılmıştır, bunun nedeni tek boyutlu karbon nanotüplerin ve iki boyutlu grafiklerin sinerjistik etkisidir. Malzemenin korozyon direncini geliştirir.
Daldırma süresinin (19.5 saat) artmasıyla, çıplak substratın direnci artar, bu da korozyonun ikinci aşamasında olduğunu ve metal oksit filminin substratın yüzeyinde üretildiğini gösterir. Benzer şekilde, zaman artışı ile saf alümina seramik kaplamanın direnci de artar, şu anda seramik kaplamanın yavaşlama etkisi olmasına rağmen, elektrolit kaplama / matrisin bağlanma arayüzüne nüfuz ettiğini ve oksit filmi ürettiğini gösterir. kimyasal reaksiyon yoluyla.
% 0.2 MWNT-COOH-SDBS içeren alümina kaplama ile karşılaştırıldığında,% 0.2 grafen içeren alümina kaplama ve% 0.2 MWNT-COOH-SDBS ve% 0.2 grafen içeren alümina kaplama, kaplama direnci zaman artışı ile önemli ölçüde azaldı, azaldı. % 22.94,% 25.60 ve% 9.61 ile elektrolitin eklem içine nüfuz etmediğini gösterir Kaplama ve substrat şu anda, bunun nedeni karbon nanotüplerin ve grafenin yapısının elektrolitin aşağı doğru penetrasyonunu bloke etmesi ve böylece matrisi korumasıdır. İkisinin sinerjistik etkisi daha da doğrulanmıştır. İki nano malzeme içeren kaplama daha iyi korozyon direncine sahiptir.
Tafel eğrisi ve elektrik empedans değerinin değişim eğrisi sayesinde, grafen, karbon nanotüpleri ve bunların karışımı ile alümina seramik kaplamasının metal matrisin korozyon direncini iyileştirebileceği ve ikisinin sinerjistik etkisinin korozyonu daha da iyileştirebileceği bulunmuştur. Yapışkan seramik kaplamanın direnci. Nano katkı maddelerinin kaplamanın korozyon direnci üzerindeki etkisini daha fazla araştırmak için korozyondan sonra kaplamanın mikro yüzey morfolojisi gözlendi.
Göndermek
Şekil 5 (A1, A2, B1, B2), korozyondan sonra farklı büyütmede maruz kalan 304 paslanmaz çelik ve kaplanmış saf alümina seramiklerinin yüzey morfolojisini göstermektedir. Şekil 5 (A2), korozyondan sonraki yüzeyin sertleştiğini göstermektedir. Çıplak substrat için, elektrolite daldırıldıktan sonra yüzeyde birkaç büyük korozyon çukuru ortaya çıkar, bu da çıplak metal matrisin korozyon direncinin zayıf olduğunu ve elektrolitin matrise nüfuz etmesinin kolay olduğunu gösterir. Saf alümina seramik kaplama, Şekil 5'te (B2) gösterildiği gibi, gözenekli korozyon kanalları korozyondan sonra üretilmesine rağmen, saf alümina seramik kaplamasının nispeten yoğun yapısı ve mükemmel korozyon direnci, elektrolit istilasını etkili bir şekilde engelleyen elektrolit invazyonunu etkili bir şekilde engelleyen Alümina seramik kaplamanın empedansının etkili iyileştirilmesi.
Göndermek
MWNT-COOH-SDB'lerin yüzey morfolojisi,% 0.2 grafen içeren kaplamalar ve% 0.2 MWNT-COOH-SDBS ve% 0.2 grafen içeren kaplamalar. Şekil 6'da (B2 ve C2) grafen içeren iki kaplamanın düz bir yapıya sahip olduğu, kaplamadaki parçacıklar arasındaki bağlanmanın sıkı olduğu ve agrega parçacıklarının yapışkan tarafından sıkı bir şekilde sarıldığı görülebilir. Yüzey elektrolit ile aşınmış olmasına rağmen, daha az gözenek kanalları oluşur. Korozyondan sonra, kaplama yüzeyi yoğundur ve az sayıda kusur yapısı vardır. Şekil 6 (A1, A2) için, MWNT-COOH-SDB'lerin özellikleri nedeniyle, korozyondan önceki kaplama eşit olarak dağıtılmış gözenekli bir yapıdır. Korozyondan sonra, orijinal parçanın gözenekleri dar ve uzun hale gelir ve kanal derinleşir. Şekil 6 (B2, C2) ile karşılaştırıldığında, yapı daha fazla kusura sahiptir, bu da elektrokimyasal korozyon testinden elde edilen kaplama empedans değerinin boyut dağılımı ile tutarlıdır. Grafen içeren alümina seramik kaplamanın, özellikle grafen ve karbon nanotüp karışımının en iyi korozyon direncine sahip olduğunu gösterir. Bunun nedeni, karbon nanotüp ve grafenin yapısının çatlak difüzyonunu etkili bir şekilde bloke edebilmesi ve matrisi koruyabilmesidir.
5. Tartışma ve Özet
Karbon nanotüplerinin korozyon direnç testi ve alümina seramik kaplama üzerindeki grafen katkı maddeleri ve kaplamanın yüzey mikroyapısının analizi yoluyla aşağıdaki sonuçlar çizilir:
(1) Korozyon süresi 19 saat olduğunda,% 0.2 hibrid karbon nanotüp ekleyerek +% 0.2 grafen karışık malzeme alümina seramik kaplama, korozyon akımı yoğunluğu 2.890 × 10-6 a / cm2'den 1.536 × 10-6 A / CM2, elektrik empedansı 11388 Ω'dan 28079 ω'ya yükseltilir ve korozyon direnci verimliliği en büyüğüdür, %46.85. Saf alümina seramik kaplama ile karşılaştırıldığında, grafen ve karbon nanotüpleri ile kompozit kaplama daha iyi korozyon direncine sahiptir.
(2) Elektrolitin daldırma süresinin artmasıyla, elektrolit, elektrolitin substrata penetrasyonunu engelleyen metal oksit filmi üretmek için kaplama / substratın eklem yüzeyine nüfuz eder. Elektrik empedansı önce azalır ve sonra artar ve saf alümina seramik kaplamanın korozyon direnci zayıftır. Karbon nanotüplerin ve grafenin yapısı ve sinerjisi, elektrolitin aşağı doğru penetrasyonunu bloke etti. 19.5 saat ıslatıldığında, nano malzemeleri içeren kaplamanın elektrik empedansı sırasıyla% 22.94,% 25.60 ve% 9.61 azaldı ve kaplamanın korozyon direnci iyiydi.
6. Korozyon direncinin kaplama mekanizması
Tafel eğrisi ve elektrik empedans değerinin değişim eğrisi sayesinde, grafen, karbon nanotüpleri ve bunların karışımı ile alümina seramik kaplamasının metal matrisin korozyon direncini iyileştirebileceği ve ikisinin sinerjistik etkisinin korozyonu daha da iyileştirebileceği bulunmuştur. Yapışkan seramik kaplamanın direnci. Nano katkı maddelerinin kaplamanın korozyon direnci üzerindeki etkisini daha fazla araştırmak için korozyondan sonra kaplamanın mikro yüzey morfolojisi gözlendi.
Şekil 5 (A1, A2, B1, B2), korozyondan sonra farklı büyütmede maruz kalan 304 paslanmaz çelik ve kaplanmış saf alümina seramiklerinin yüzey morfolojisini göstermektedir. Şekil 5 (A2), korozyondan sonraki yüzeyin sertleştiğini göstermektedir. Çıplak substrat için, elektrolite daldırıldıktan sonra yüzeyde birkaç büyük korozyon çukuru ortaya çıkar, bu da çıplak metal matrisin korozyon direncinin zayıf olduğunu ve elektrolitin matrise nüfuz etmesinin kolay olduğunu gösterir. Saf alümina seramik kaplama, Şekil 5'te (B2) gösterildiği gibi, gözenekli korozyon kanalları korozyondan sonra üretilmesine rağmen, saf alümina seramik kaplamasının nispeten yoğun yapısı ve mükemmel korozyon direnci, elektrolit istilasını etkili bir şekilde engelleyen elektrolit invazyonunu etkili bir şekilde engelleyen Alümina seramik kaplamanın empedansının etkili iyileştirilmesi.
MWNT-COOH-SDB'lerin yüzey morfolojisi,% 0.2 grafen içeren kaplamalar ve% 0.2 MWNT-COOH-SDBS ve% 0.2 grafen içeren kaplamalar. Şekil 6'da (B2 ve C2) grafen içeren iki kaplamanın düz bir yapıya sahip olduğu, kaplamadaki parçacıklar arasındaki bağlanmanın sıkı olduğu ve agrega parçacıklarının yapışkan tarafından sıkı bir şekilde sarıldığı görülebilir. Yüzey elektrolit ile aşınmış olmasına rağmen, daha az gözenek kanalları oluşur. Korozyondan sonra, kaplama yüzeyi yoğundur ve az sayıda kusur yapısı vardır. Şekil 6 (A1, A2) için, MWNT-COOH-SDB'lerin özellikleri nedeniyle, korozyondan önceki kaplama eşit olarak dağıtılmış gözenekli bir yapıdır. Korozyondan sonra, orijinal parçanın gözenekleri dar ve uzun hale gelir ve kanal derinleşir. Şekil 6 (B2, C2) ile karşılaştırıldığında, yapı daha fazla kusura sahiptir, bu da elektrokimyasal korozyon testinden elde edilen kaplama empedans değerinin boyut dağılımı ile tutarlıdır. Grafen içeren alümina seramik kaplamanın, özellikle grafen ve karbon nanotüp karışımının en iyi korozyon direncine sahip olduğunu gösterir. Bunun nedeni, karbon nanotüp ve grafenin yapısının çatlak difüzyonunu etkili bir şekilde bloke edebilmesi ve matrisi koruyabilmesidir.
7. Tartışma ve Özet
Karbon nanotüplerinin korozyon direnç testi ve alümina seramik kaplama üzerindeki grafen katkı maddeleri ve kaplamanın yüzey mikroyapısının analizi yoluyla aşağıdaki sonuçlar çizilir:
(1) Korozyon süresi 19 saat olduğunda,% 0.2 hibrid karbon nanotüp ekleyerek +% 0.2 grafen karışık malzeme alümina seramik kaplama, korozyon akımı yoğunluğu 2.890 × 10-6 a / cm2'den 1.536 × 10-6 A / CM2, elektrik empedansı 11388 Ω'dan 28079 ω'ya yükseltilir ve korozyon direnci verimliliği en büyüğüdür, %46.85. Saf alümina seramik kaplama ile karşılaştırıldığında, grafen ve karbon nanotüpleri ile kompozit kaplama daha iyi korozyon direncine sahiptir.
(2) Elektrolitin daldırma süresinin artmasıyla, elektrolit, elektrolitin substrata penetrasyonunu engelleyen metal oksit filmi üretmek için kaplama / substratın eklem yüzeyine nüfuz eder. Elektrik empedansı önce azalır ve sonra artar ve saf alümina seramik kaplamanın korozyon direnci zayıftır. Karbon nanotüplerin ve grafenin yapısı ve sinerjisi, elektrolitin aşağı doğru penetrasyonunu bloke etti. 19.5 saat ıslatıldığında, nano malzemeleri içeren kaplamanın elektrik empedansı sırasıyla% 22.94,% 25.60 ve% 9.61 azaldı ve kaplamanın korozyon direnci iyiydi.
(3) Karbon nanotüplerinin özellikleri nedeniyle, sadece karbon nanotüpleri ile eklenen kaplama, korozyondan önce eşit olarak dağıtılmış gözenekli bir yapıya sahiptir. Korozyondan sonra, orijinal parçanın gözenekleri dar ve uzun hale gelir ve kanallar derinleşir. Grafen içeren kaplama korozyondan önce düz bir yapıya sahiptir, kaplamadaki parçacıklar arasındaki kombinasyon yakındır ve agrega parçacıkları yapıştırıcı tarafından sıkıca sarılır. Korozyondan sonra yüzey elektrolit tarafından aşınmış olsa da, birkaç gözenek kanalı vardır ve yapı hala yoğundur. Karbon nanotüplerinin ve grafenin yapısı, çatlak yayılmasını etkili bir şekilde bloke edebilir ve matrisi koruyabilir.
Gönderme Zamanı: MAR-09-2022