1. Kaplamanın hazırlanması
Sonrakı elektrokimyəvi testi asanlaşdırmaq üçün əsas olaraq 30 mm × 4 mm 304 paslanmayan polad seçilir.Substratın səthindəki qalıq oksid təbəqəsini və pas ləkələrini cilalayın və zımpara ilə təmizləyin, onları aseton olan bir şüşəyə qoyun, substratın səthindəki ləkələri Bangjie electronics şirkətinin bg-06c ultrasəs təmizləyicisi ilə 20 dəqiqə ərzində təmizləyin, çıxarın. spirt və distillə edilmiş su ilə metal substratın səthindəki aşınma zibilini qurutun və onları üfleyici ilə qurutun.Sonra mütənasib olaraq (100: 0: 0, 99.8: 0.2: 0, 99.8: 0: 0.2, 99.6: 0.2: 0.2) alüminium oksidi (Al2O3), qrafen və hibrid karbon nanoborusu (mwnt-coohsdbs) hazırlanmış və qoyulmuşdur. top frezeleme və qarışdırma üçün top dəyirmanı (Nanjing NANDA alət fabrikinin qm-3sp2).Bilyalı dəyirmanın fırlanma sürəti 220 R / dəq olaraq təyin edildi və top dəyirmanı çevrildi.
Bilyalı frezelemeden sonra, bilyalı frezeleme başa çatdıqdan sonra bilyalı freze çəninin fırlanma sürətini növbə ilə 1/2 olaraq təyin edin və bilyalı frezeleme tamamlandıqdan sonra bilyalı freze çəninin fırlanma sürətini növbə ilə 1/2 olaraq təyin edin.Top frezelenmiş keramika aqreqat və bağlayıcı 1,0 ∶ 0,8 kütlə payına uyğun olaraq bərabər şəkildə qarışdırılır.Nəhayət, yapışqan keramika örtüyü kürləmə prosesi ilə əldə edilmişdir.
2. Korroziya testi
Bu işdə elektrokimyəvi korroziya testi Şanxay Chenhua chi660e elektrokimyəvi iş stansiyasını qəbul edir və test üç elektrod test sistemini qəbul edir.Platin elektrod köməkçi elektroddur, gümüş gümüş xlorid elektrod istinad elektrodudur və örtülmüş nümunə 1 sm2 təsirli təsir sahəsi ilə işləyən elektroddur.Şəkil 1 və 2-də göstərildiyi kimi istinad elektrodu, işçi elektrodu və elektrolitik hüceyrədəki köməkçi elektrodu alətlə birləşdirin. Sınaqdan əvvəl nümunəni 3,5% NaCl məhlulu olan elektrolitdə isladın.
3. Örtüklərin elektrokimyəvi korroziyasının tafel analizi
Şəkil 3 19 saat ərzində elektrokimyəvi korroziyadan sonra müxtəlif nano əlavələrlə örtülmüş örtülməmiş substratın və keramika örtüyünün Tafel əyrisini göstərir.Elektrokimyəvi korroziya testindən əldə edilən korroziya gərginliyi, korroziya cərəyanının sıxlığı və elektrik empedansı test məlumatları Cədvəl 1-də göstərilmişdir.
təqdim
Korroziya cərəyanının sıxlığı daha kiçik olduqda və korroziyaya davamlılıq səmərəliliyi daha yüksək olduqda, örtünün korroziyaya davamlı təsiri daha yaxşıdır.Şəkil 3 və cədvəl 1-dən görünür ki, korroziya müddəti 19 saat olduqda, çılpaq metal matrisin maksimum korroziya gərginliyi -0,680 V, matrisin korroziya cərəyanının sıxlığı da ən böyükdür və 2,890 × 10-6 A-a çatır. /cm2 。 Təmiz alüminium oksidi keramika örtüyü ilə örtüldükdə, korroziya cərəyanının sıxlığı 78% -ə qədər azaldı və PE 22,01% oldu.Bu keramika örtüyünün daha yaxşı qoruyucu rol oynadığını və neytral elektrolitdə örtüyün korroziyaya davamlılığını yaxşılaşdıra biləcəyini göstərir.
Kaplamaya 0,2% mwnt-cooh-sdbs və ya 0,2% qrafen əlavə edildikdə, korroziya cərəyanının sıxlığı azaldı, müqavimət artdı və örtüyün korroziyaya davamlılığı daha da yaxşılaşdırıldı, PE müvafiq olaraq 38,48% və 40,10% təşkil etdi.Səth 0,2% mwnt-cooh-sdbs və 0,2% qrafen qarışıq alüminium örtüyü ilə örtüldükdə, korroziya cərəyanı daha da azalır 2,890 × 10-6 A / sm2-dən 1,536 × 10-6 A / sm2, maksimum müqavimət dəyəri, 11388 Ω-dən 28079 Ω-ə qədər artdı və örtünün PE-si 46,85% -ə çata bilər.Bu, hazırlanmış hədəf məhsulun yaxşı korroziya müqavimətinə malik olduğunu göstərir və karbon nanoborucuqlarının və qrafenin sinerji təsiri keramika örtüyünün korroziyaya davamlılığını effektiv şəkildə artıra bilər.
4. İstiləşmə vaxtının örtük empedansına təsiri
Örtüyün korroziyaya davamlılığını daha da araşdırmaq üçün nümunənin elektrolitə batırılma vaxtının sınağa təsirini nəzərə alaraq, Şəkildə göstərildiyi kimi müxtəlif immersiya vaxtlarında dörd örtünün müqavimətinin dəyişmə əyriləri alınır. 4.
təqdim
Daldırmanın ilkin mərhələsində (10 saat), örtünün yaxşı sıxlığı və quruluşu səbəbindən elektrolitin örtüyə batırılması çətindir.Bu zaman keramika örtüyü yüksək müqavimət göstərir.Müəyyən müddət islatdıqdan sonra müqavimət əhəmiyyətli dərəcədə azalır, çünki zaman keçdikcə elektrolit örtükdəki məsamələr və çatlar vasitəsilə tədricən korroziya kanalı əmələ gətirir və matrisə nüfuz edir, nəticədə müqavimətin əhəmiyyətli dərəcədə azalmasına səbəb olur. örtük.
İkinci mərhələdə, korroziya məhsulları müəyyən miqdarda artdıqda, diffuziya bloklanır və boşluq tədricən bağlanır.Eyni zamanda, elektrolit birləşdirici alt təbəqənin / matrisin bağlanma interfeysinə daxil olduqda, su molekulları örtük / matris qovşağında matrisdəki Fe elementi ilə reaksiyaya girərək nazik bir metal oksidi filmi meydana gətirəcək və bu, elektrolitin matrisə nüfuz etməsi və müqavimət dəyərini artırır.Çılpaq metal matrisi elektrokimyəvi korroziyaya məruz qaldıqda, yaşıl flokulyant yağıntıların çoxu elektrolitin dibində əmələ gəlir.Elektrolitik məhlul örtülmüş nümunəni elektroliz edərkən rəngini dəyişməmişdir ki, bu da yuxarıda göstərilən kimyəvi reaksiyanın mövcudluğunu sübut edə bilər.
Qısa islatma müddəti və böyük xarici təsir faktorları səbəbindən elektrokimyəvi parametrlərin dəqiq dəyişmə əlaqəsini daha da əldə etmək üçün 19 saat və 19,5 saat Tafel əyriləri təhlil edilir.Zsimpwin analiz proqramı ilə əldə edilən korroziya cərəyanının sıxlığı və müqaviməti Cədvəl 2-də göstərilmişdir. Məlum olub ki, 19 saat isladılmış zaman çılpaq substratla müqayisədə nano əlavə materialları olan saf alüminium oksidi və alüminium kompozit örtüyünün korroziya cərəyanının sıxlığı eynidir. daha kiçik və müqavimət dəyəri daha böyükdür.Karbon nanoborular və qrafen tərkibli örtüklər olan keramika örtüyünün müqavimət dəyəri demək olar ki, eynidir, karbon nanoborular və qrafen kompozit materialları ilə örtük strukturu əhəmiyyətli dərəcədə artır. materialın korroziyaya davamlılığını artırır.
Daldırma müddətinin artması (19,5 saat) ilə çılpaq substratın müqaviməti artır, bu da onun korroziyanın ikinci mərhələsində olduğunu göstərir və substratın səthində metal oksidi filmi yaranır.Eynilə, zamanın artması ilə, saf alüminium keramika örtüyünün müqaviməti də artır, bu da göstərir ki, bu zaman keramika örtüyünün yavaşlatıcı təsiri olsa da, elektrolitin örtünün / matrisin bağlanma interfeysinə nüfuz etdiyini və oksid filmi istehsal etdiyini göstərir. kimyəvi reaksiya vasitəsilə.
Tərkibində 0,2% mwnt-cooh-sdbs olan alüminium örtüyü, 0,2% qrafen olan alüminium örtüyü və 0,2% mwnt-cooh-sdbs və 0,2% qrafen olan alüminium örtüyü ilə müqayisədə, örtük müqaviməti vaxtın artması ilə əhəmiyyətli dərəcədə azaldı, azaldı. müvafiq olaraq 22.94%, 25.60% və 9.61% elektrolitin bu anda örtük və substrat arasındakı birləşməyə nüfuz etmədiyini göstərir. matris.İkisinin sinerji təsiri daha da təsdiqlənir.İki nano materialdan ibarət örtük daha yaxşı korroziyaya davamlıdır.
Tafel əyrisi və elektrik empedans dəyərinin dəyişmə əyrisi vasitəsilə müəyyən edilmişdir ki, qrafen, karbon nanoborular və onların qarışığı ilə alüminium keramika örtüyü metal matrisin korroziyaya davamlılığını yaxşılaşdıra bilər və ikisinin sinerji təsiri korroziyanı daha da yaxşılaşdıra bilər. yapışan keramika örtüyünün müqaviməti.Nano əlavələrin örtüyün korroziyaya davamlılığına təsirini daha da araşdırmaq üçün korroziyadan sonra örtüyün mikro səth morfologiyası müşahidə edilmişdir.
təqdim
Şəkil 5 (A1, A2, B1, B2) korroziyadan sonra müxtəlif böyüdülmələrdə məruz qalmış 304 paslanmayan polad və örtülmüş saf alüminium oksidi keramika səthinin morfologiyasını göstərir.Şəkil 5 (A2) korroziyadan sonra səthin kobud olduğunu göstərir.Çılpaq substrat üçün elektrolitə batırıldıqdan sonra səthdə bir neçə böyük korroziya çuxurları görünür, bu, çılpaq metal matrisinin korroziyaya davamlılığının zəif olduğunu və elektrolitin matrisə asanlıqla nüfuz etdiyini göstərir.Saf alüminium oksidi keramika örtüyü üçün, Şəkil 5 (B2)-də göstərildiyi kimi, korroziyadan sonra məsaməli korroziya kanalları əmələ gəlsə də, saf alüminium oksidi keramika örtüyünün nisbətən sıx strukturu və əla korroziyaya davamlılığı elektrolitin nüfuzunu effektiv şəkildə bloklayır, bu da korroziyanın səbəbini izah edir. alüminium keramika örtüyünün empedansının effektiv yaxşılaşdırılması.
təqdim
mwnt-cooh-sdbs, 0,2% qrafen olan örtüklər və 0,2% mwnt-cooh-sdbs və 0,2% qrafen olan örtüklərin səth morfologiyası.Şəkil 6-da (B2 və C2) tərkibində qrafen olan iki örtüyün düz quruluşa malik olduğu, örtükdəki hissəciklər arasında bağlanmanın sıx olduğu və məcmu hissəciklərin yapışqanla möhkəm sarıldığı görülə bilər.Səth elektrolitlə aşınsa da, daha az məsamə kanalları əmələ gəlir.Korroziyadan sonra örtük səthi sıxdır və qüsurlu strukturlar azdır.Şəkil 6 (A1, A2) üçün mwnt-cooh-sdbs xüsusiyyətlərinə görə, korroziyadan əvvəl örtük bərabər paylanmış məsaməli strukturdur.Korroziyadan sonra orijinal hissənin məsamələri daralır və uzun olur, kanal daha dərinləşir.Şəkil 6 (B2, C2) ilə müqayisədə strukturda daha çox qüsur var ki, bu da elektrokimyəvi korroziya sınağından alınan örtük empedansının ölçüsünün paylanmasına uyğundur.Bu göstərir ki, tərkibində qrafen olan alüminium oksidi keramika örtüyü, xüsusən də qrafen və karbon nanoborunun qarışığı ən yaxşı korroziya müqavimətinə malikdir.Bunun səbəbi karbon nanoborunun və qrafenin strukturunun çatların yayılmasını effektiv şəkildə bloklaya bilməsi və matrisi qoruya bilməsidir.
5. Müzakirə və xülasə
Alüminium oksidi keramika örtüyündə karbon nanoborucuqlarının və qrafen əlavələrinin korroziyaya davamlılıq sınağı və örtüyün səth mikrostrukturunun təhlili nəticəsində aşağıdakı nəticələr çıxarılır:
(1) Korroziya müddəti 19 saat olduqda, 0,2% hibrid karbon nanoborusu + 0,2% qrafen qarışıq material alüminium keramika örtüyü əlavə edərək, korroziya cərəyanının sıxlığı 2,890 × 10-6 A / sm2-dən 1,536 × 10-6 A / qədər artdı. sm2, elektrik empedansı 11388 Ω-dən 28079 Ω-ə qədər artır və korroziyaya davamlılıq səmərəliliyi ən böyükdür, 46,85%.Təmiz alüminium oksidi keramika örtüyü ilə müqayisədə, qrafen və karbon nanoborucuqları ilə kompozit örtük daha yaxşı korroziya müqavimətinə malikdir.
(2) Elektrolitin daldırma müddətinin artması ilə elektrolit, elektrolitin substrata nüfuz etməsinə mane olan metal oksid filmi yaratmaq üçün örtük / substratın birləşmə səthinə nüfuz edir.Elektrik empedansı əvvəlcə azalır, sonra isə artır və təmiz alüminium oksidi keramika örtüyünün korroziyaya davamlılığı zəifdir.Karbon nanoborucuqlarının və qrafenin strukturu və sinerjisi elektrolitin aşağıya doğru nüfuz etməsinə mane oldu.19,5 saat isladılmış zaman nano materiallardan ibarət örtüyün elektrik empedansı müvafiq olaraq 22,94%, 25,60% və 9,61% azalıb və örtüyün korroziyaya davamlılığı yaxşı olub.
6. Kaplamanın korroziyaya davamlılığının təsir mexanizmi
Tafel əyrisi və elektrik empedans dəyərinin dəyişmə əyrisi vasitəsilə müəyyən edilmişdir ki, qrafen, karbon nanoborular və onların qarışığı ilə alüminium keramika örtüyü metal matrisin korroziyaya davamlılığını yaxşılaşdıra bilər və ikisinin sinerji təsiri korroziyanı daha da yaxşılaşdıra bilər. yapışan keramika örtüyünün müqaviməti.Nano əlavələrin örtüyün korroziyaya davamlılığına təsirini daha da araşdırmaq üçün korroziyadan sonra örtüyün mikro səth morfologiyası müşahidə edilmişdir.
Şəkil 5 (A1, A2, B1, B2) korroziyadan sonra müxtəlif böyüdülmələrdə məruz qalmış 304 paslanmayan polad və örtülmüş saf alüminium oksidi keramika səthinin morfologiyasını göstərir.Şəkil 5 (A2) korroziyadan sonra səthin kobud olduğunu göstərir.Çılpaq substrat üçün elektrolitə batırıldıqdan sonra səthdə bir neçə böyük korroziya çuxurları görünür, bu, çılpaq metal matrisinin korroziyaya davamlılığının zəif olduğunu və elektrolitin matrisə asanlıqla nüfuz etdiyini göstərir.Saf alüminium oksidi keramika örtüyü üçün, Şəkil 5 (B2)-də göstərildiyi kimi, korroziyadan sonra məsaməli korroziya kanalları əmələ gəlsə də, saf alüminium oksidi keramika örtüyünün nisbətən sıx strukturu və əla korroziyaya davamlılığı elektrolitin nüfuzunu effektiv şəkildə bloklayır, bu da korroziyanın səbəbini izah edir. alüminium keramika örtüyünün empedansının effektiv yaxşılaşdırılması.
mwnt-cooh-sdbs, 0,2% qrafen olan örtüklər və 0,2% mwnt-cooh-sdbs və 0,2% qrafen olan örtüklərin səth morfologiyası.Şəkil 6-da (B2 və C2) tərkibində qrafen olan iki örtüyün düz quruluşa malik olduğu, örtükdəki hissəciklər arasında bağlanmanın sıx olduğu və məcmu hissəciklərin yapışqanla möhkəm sarıldığı görülə bilər.Səth elektrolitlə aşınsa da, daha az məsamə kanalları əmələ gəlir.Korroziyadan sonra örtük səthi sıxdır və qüsurlu strukturlar azdır.Şəkil 6 (A1, A2) üçün mwnt-cooh-sdbs xüsusiyyətlərinə görə, korroziyadan əvvəl örtük bərabər paylanmış məsaməli strukturdur.Korroziyadan sonra orijinal hissənin məsamələri daralır və uzun olur, kanal daha dərinləşir.Şəkil 6 (B2, C2) ilə müqayisədə strukturda daha çox qüsur var ki, bu da elektrokimyəvi korroziya sınağından alınan örtük empedansının ölçüsünün paylanmasına uyğundur.Bu göstərir ki, tərkibində qrafen olan alüminium oksidi keramika örtüyü, xüsusən də qrafen və karbon nanoborunun qarışığı ən yaxşı korroziya müqavimətinə malikdir.Bunun səbəbi karbon nanoborunun və qrafenin strukturunun çatların yayılmasını effektiv şəkildə bloklaya bilməsi və matrisi qoruya bilməsidir.
7. Müzakirə və xülasə
Alüminium oksidi keramika örtüyündə karbon nanoborucuqlarının və qrafen əlavələrinin korroziyaya davamlılıq sınağı və örtüyün səth mikrostrukturunun təhlili nəticəsində aşağıdakı nəticələr çıxarılır:
(1) Korroziya müddəti 19 saat olduqda, 0,2% hibrid karbon nanoborusu + 0,2% qrafen qarışıq material alüminium keramika örtüyü əlavə edərək, korroziya cərəyanının sıxlığı 2,890 × 10-6 A / sm2-dən 1,536 × 10-6 A / qədər artdı. sm2, elektrik empedansı 11388 Ω-dən 28079 Ω-ə qədər artır və korroziyaya davamlılıq səmərəliliyi ən böyükdür, 46,85%.Təmiz alüminium oksidi keramika örtüyü ilə müqayisədə, qrafen və karbon nanoborucuqları ilə kompozit örtük daha yaxşı korroziya müqavimətinə malikdir.
(2) Elektrolitin daldırma müddətinin artması ilə elektrolit, elektrolitin substrata nüfuz etməsinə mane olan metal oksid filmi yaratmaq üçün örtük / substratın birləşmə səthinə nüfuz edir.Elektrik empedansı əvvəlcə azalır, sonra isə artır və təmiz alüminium oksidi keramika örtüyünün korroziyaya davamlılığı zəifdir.Karbon nanoborucuqlarının və qrafenin strukturu və sinerjisi elektrolitin aşağıya doğru nüfuz etməsinə mane oldu.19,5 saat isladılmış zaman nano materiallardan ibarət örtüyün elektrik empedansı müvafiq olaraq 22,94%, 25,60% və 9,61% azalıb və örtüyün korroziyaya davamlılığı yaxşı olub.
(3) Karbon nanoboruların xüsusiyyətlərinə görə, təkcə karbon nanoborucuqları ilə əlavə edilən örtük korroziyadan əvvəl vahid şəkildə paylanmış məsaməli struktura malikdir.Korroziyadan sonra orijinal hissənin məsamələri daralır və uzun olur, kanallar daha da dərinləşir.Tərkibində qrafen olan örtük korroziyadan əvvəl düz bir quruluşa malikdir, örtükdəki hissəciklər arasındakı birləşmə yaxındır və məcmu hissəciklər yapışqanla sıx şəkildə sarılır.Səthin korroziyadan sonra elektrolitlə aşınmasına baxmayaraq, məsamə kanalları azdır və struktur hələ də sıxdır.Karbon nanoborucuqlarının və qrafenin strukturu çatların yayılmasını effektiv şəkildə blok edə və matrisi qoruya bilər.
Göndərmə vaxtı: 09 mart 2022-ci il