1. Pag-andam sa coating
Aron mapadali ang ulahi nga pagsulay sa electrochemical, gipili ang 30mm × 4 mm 304 stainless steel ingon sukaranan. Pag-polish ug kuhaa ang nahabilin nga layer sa oxide ug mga taya sa ibabaw sa substrate gamit ang sandpaper, ibutang kini sa usa ka beaker nga adunay acetone, pagtratar ang mga lama sa nawong sa substrate nga adunay bg-06c ultrasonic cleaner sa Bangjie electronics nga kompanya sa 20min, kuhaa ang gisul-ob nga mga tinumpag sa ibabaw sa metal nga substrate nga adunay alkohol ug distilled nga tubig. Dayon, ang alumina (Al2O3), graphene ug hybrid carbon nanotube (mwnt-coohsdbs) giandam sa proporsiyon (100: 0: 0, 99.8: 0.2: 0, 99.8: 0: 0.2, 99.6: 0.2: 0.2), ug gibutang sa usa ka ball mill sa Nanjing2, (qm ball mill) ug pagsagol. Ang rotating speed sa ball mill gitakda sa 220 R / min, ug ang ball mill gibalik sa
Human sa paggaling sa bola, itakda ang katulin sa rotation sa tangke sa paggaling sa bola nga 1/2 nga puli-puli pagkahuman mahuman ang paggaling sa bola, ug itakda ang katulin sa pag-rotate sa tangke sa paggaling sa bola nga 1/2 kapuli pagkahuman mahuman ang paggaling sa bola. Ang ball milled ceramic aggregate ug binder gisagol nga parehas sumala sa mass fraction nga 1.0 ∶ 0.8. Sa katapusan, ang adhesive ceramic coating nakuha pinaagi sa proseso sa pag-ayo.
2. Pagsulay sa corrosion
Niini nga pagtuon, ang electrochemical corrosion test nagsagop sa Shanghai Chenhua chi660e electrochemical workstation, ug ang pagsulay nagsagop sa tulo ka electrode test system. Ang platinum electrode mao ang auxiliary electrode, ang silver silver chloride electrode mao ang reference electrode, ug ang coated sample mao ang working electrode, nga adunay epektibo nga exposure area nga 1cm2. Ikonektar ang reference electrode, working electrode ug auxiliary electrode sa electrolytic cell gamit ang instrumento, sama sa gipakita sa Figures 1 ug 2. Sa dili pa ang pagsulay, ihumol ang sample sa electrolyte, nga 3.5% NaCl solution.
3. Tafel analysis sa electrochemical corrosion sa coatings
Ang Fig. 3 nagpakita sa Tafel curve sa uncoated substrate ug ceramic coating nga adunay sapaw sa lain-laing mga nano additives human sa electrochemical corrosion sa 19h. Ang corrosion voltage, corrosion current density ug electrical impedance test data nga nakuha gikan sa electrochemical corrosion test gipakita sa Table 1.
Isumite
Kung ang kaagnasan sa karon nga densidad mas gamay ug ang pagkaayo sa resistensya sa kaagnasan mas taas, ang epekto sa pagbatok sa kaagnasan sa coating mas maayo. Kini makita gikan sa Figure 3 ug lamesa 1 nga sa diha nga ang corrosion nga panahon mao ang 19h, ang maximum corrosion boltahe sa hubo nga metal matrix mao ang -0.680 V, ug ang corrosion kasamtangan nga Densidad sa matrix mao usab ang kinadak-an, sa pagkab-ot sa 2.890 × 10-6 A/cm2 。 Sa diha nga adunay sapaw uban sa lunsay nga alumina ceramic taklap, sapaw sa PE8 mao ang pagkunhod sa densidad. 22.01%. Gipakita niini nga ang ceramic coating adunay mas maayo nga proteksyon nga papel ug makapauswag sa corrosion resistance sa coating sa neutral electrolyte.
Sa diha nga ang 0.2% mwnt-cooh-sdbs o 0.2% graphene gidugang sa coating, ang corrosion current density mikunhod, ang resistensya misaka, ug ang corrosion resistance sa coating dugang nga milambo, uban sa PE nga 38.48% ug 40.10% matag usa. Kung ang nawong gitabonan sa 0.2% mwnt-cooh-sdbs ug 0.2% nga graphene nga sinagol nga alumina coating, ang corrosion current dugang nga pagkunhod gikan sa 2.890 × 10-6 A / cm2 hangtod sa 1.536 × 10-6 A / cm2, ang labing kataas nga kantidad sa pagsukol, nadugangan gikan sa 11388 Ω Ω ug PE 9. moabot sa 46.85%. Gipakita niini nga ang giandam nga target nga produkto adunay maayo nga resistensya sa kaagnasan, ug ang synergistic nga epekto sa carbon nanotubes ug graphene epektibo nga makapauswag sa resistensya sa kaagnasan sa ceramic coating.
4. Epekto sa soaking time sa coating impedance
Aron masusi pa ang resistensya sa corrosion sa coating, gikonsiderar ang impluwensya sa oras sa pagpaunlod sa sample sa electrolyte sa pagsulay, nakuha ang mga pagbag-o nga kurba sa pagsukol sa upat nga mga coating sa lainlaing oras sa pagpaunlod, ingon sa gipakita sa Figure 4.
Isumite
Sa inisyal nga yugto sa pagpaunlod (10 h), tungod sa maayo nga densidad ug istruktura sa taklap, ang electrolyte lisud nga ituslob sa taklap. Niini nga panahon, ang ceramic coating nagpakita sa taas nga pagsukol. Human sa paghumol sulod sa usa ka yugto sa panahon, ang resistensya mikunhod pag-ayo, tungod kay sa paglabay sa panahon, ang electrolyte anam-anam nga nagporma og corrosion channel pinaagi sa mga pores ug mga liki sa coating ug motuhop ngadto sa matrix, nga miresulta sa usa ka mahinungdanon nga pagkunhod sa resistensya sa coating.
Sa ikaduhang yugto, kung ang mga produkto sa corrosion mosaka sa usa ka piho nga kantidad, ang pagsabwag gibabagan ug ang gintang anam-anam nga gibabagan. Sa parehas nga oras, kung ang electrolyte motuhop sa interface sa bonding sa ilawom nga layer / matrix, ang mga molekula sa tubig mag-reaksyon sa elemento sa Fe sa matrix sa coating / matrix junction aron makahimo usa ka manipis nga metal nga oxide film, nga makapugong sa pagsulod sa electrolyte sa matrix ug nagdugang ang kantidad sa resistensya. Kung ang hubo nga metal nga matrix kay electrochemically corroded, kadaghanan sa green flocculent precipitation gihimo sa ilawom sa electrolyte. Ang electrolytic nga solusyon wala mag-usab sa kolor sa dihang electrolyzing sa adunay sapaw sample, nga makapamatuod sa paglungtad sa sa ibabaw kemikal nga reaksyon.
Tungod sa mubo nga paghumol sa panahon ug dako nga eksternal nga impluwensya nga mga hinungdan, aron sa dugang nga pagkuha sa tukma nga kausaban nga relasyon sa electrochemical parameters, ang Tafel kurba sa 19 h ug 19.5 h analisar. Ang corrosion current density ug resistensya nga nakuha sa zsimpwin analysis software gipakita sa Table 2. Makita nga kung matumog sa 19 h, kon itandi sa hubo nga substrate, ang corrosion current density sa purong alumina ug alumina composite coating nga adunay nano additive nga mga materyales mas gamay ug mas dako ang resistensya. Ang kantidad sa pagsukol sa ceramic coating nga adunay carbon nanotubes ug coating nga adunay graphene halos parehas, samtang ang coating structure nga adunay carbon nanotubes ug graphene composite nga mga materyales labi nga gipauswag, Kini tungod kay ang synergistic nga epekto sa one-dimensional nga carbon nanotubes ug two-dimensional graphene nagpauswag sa resistensya sa corrosion sa materyal.
Uban sa pagtaas sa oras sa pagpaunlod (19.5 h), ang pagsukol sa hubo nga substrate nagdugang, nga nagpakita nga kini anaa sa ikaduhang yugto sa corrosion ug metal oxide nga pelikula nga gihimo sa ibabaw sa substrate. Sa susama, sa pag-uswag sa panahon, ang pagsukol sa purong alumina ceramic coating usab nagdugang, nga nagpakita nga niining panahona, bisan pa adunay hinay nga epekto sa ceramic coating, ang electrolyte nakasulod sa bonding interface sa coating / matrix, ug nagpatunghag oxide film pinaagi sa kemikal nga reaksyon.
Kung itandi sa alumina coating nga adunay 0.2% mwnt-cooh-sdbs, ang alumina coating nga adunay 0.2% graphene ug ang alumina coating nga adunay 0.2% mwnt-cooh-sdbs ug 0.2% graphene, ang coating nga resistensya mikunhod pag-ayo sa pagtaas sa oras, mikunhod sa 22.6%, 22.94%, sa tinuud. nagpakita nga ang electrolyte wala motuhop ngadto sa hiniusa sa taliwala sa sapaw ug sa substrate sa niini nga panahon, Kini tungod kay ang gambalay sa carbon nanotubes ug graphene bloke sa ubos penetration sa electrolyte, sa ingon pagpanalipod sa matrix. Ang synergistic nga epekto sa duha dugang nga napamatud-an. Ang coating nga adunay duha ka nano nga materyales adunay mas maayo nga corrosion resistance.
Pinaagi sa Tafel curve ug ang pagbag-o sa curve sa electrical impedance value, nakit-an nga ang alumina ceramic coating nga adunay graphene, carbon nanotubes ug ang ilang sagol nga makapauswag sa corrosion resistance sa metal matrix, ug ang synergistic nga epekto sa duha mahimo pa nga mapalambo ang corrosion resistance sa adhesive ceramic coating. Aron masusi pa ang epekto sa nano additives sa corrosion resistance sa coating, ang micro surface morphology sa coating human sa corrosion naobserbahan.
Isumite
Figure 5 (A1, A2, B1, B2) nagpakita sa nawong morphology sa gibutyag 304 stainless steel ug adunay sapaw purong alumina ceramics sa lain-laing mga magnification human sa corrosion. Ang Figure 5 (A2) nagpakita nga ang nawong human sa corrosion mahimong bagis. Alang sa hubo nga substrate, daghang dagkong mga gahong sa kaagnasan ang makita sa ibabaw pagkahuman sa pagpaunlod sa electrolyte, nga nagpakita nga ang resistensya sa corrosion sa hubo nga metal nga matrix dili maayo ug ang electrolyte dali nga motuhop sa matrix. Alang sa lunsay nga alumina ceramic coating, ingon sa gipakita sa Figure 5 (B2), bisan kung ang porous corrosion channels namugna human sa corrosion, ang medyo dasok nga istruktura ug maayo kaayo nga corrosion nga pagsukol sa purong alumina ceramic coating epektibo nga nagbabag sa pagsulong sa electrolyte, nga nagpatin-aw sa rason alang sa epektibo nga pagpalambo sa impedance sa alumina ceramic coating.
Isumite
Surface morphology sa mwnt-cooh-sdbs, coatings nga adunay 0.2% graphene ug coatings nga adunay 0.2% mwnt-cooh-sdbs ug 0.2% graphene. Makita nga ang duha ka coatings nga adunay graphene sa Figure 6 (B2 ug C2) adunay patag nga istruktura, ang pagbugkos tali sa mga partikulo sa coating hugot, ug ang mga aggregate nga mga partikulo hugot nga giputos sa adhesive. Bisan kung ang nawong nadaot sa electrolyte, gamay nga mga agianan sa lungag ang naporma. Human sa corrosion, ang coating surface dasok ug adunay pipila ka depekto nga mga istruktura. Alang sa Figure 6 (A1, A2), tungod sa mga kinaiya sa mwnt-cooh-sdbs, ang coating sa wala pa ang corrosion usa ka uniporme nga gipang-apod-apod nga porous nga istruktura. Human sa corrosion, ang mga pores sa orihinal nga bahin mahimong pig-ot ug taas, ug ang channel mahimong mas lawom. Kung itandi sa Figure 6 (B2, C2), ang istruktura adunay daghang mga depekto, nga nahiuyon sa gidak-on sa pag-apod-apod sa kantidad sa coating impedance nga nakuha gikan sa electrochemical corrosion test. Gipakita niini nga ang alumina ceramic coating nga adunay sulud nga graphene, labi na ang sagol nga graphene ug carbon nanotube, adunay labing kaayo nga resistensya sa kaagnasan. Kini tungod kay ang istruktura sa carbon nanotube ug graphene epektibo nga makababag sa crack diffusion ug mapanalipdan ang matrix.
5. Panaghisgot ug summary
Pinaagi sa pagsulay sa pagsukol sa kaagnasan sa carbon nanotubes ug graphene additives sa alumina ceramic coating ug pagtuki sa microstructure sa nawong sa coating, ang mga mosunud nga konklusyon gihimo:
(1) Sa diha nga ang corrosion panahon mao ang 19 h, sa pagdugang sa 0.2% hybrid carbon nanotube + 0.2% graphene nga sinagol nga materyal nga alumina seramiko taklap, ang kaagnasan kasamtangan nga densidad misaka gikan sa 2.890 × 10-6 A / cm2 ngadto sa 1.536 × 10-6 A/cm2, ang electrical impedance mao ang misaka gikan sa 8Ω8 Ω8 gikan sa 8 Ω 8. ug ang kahusayan sa pagsukol sa kaagnasan mao ang pinakadako, 46.85%. Kung itandi sa purong alumina ceramic coating, ang composite coating nga adunay graphene ug carbon nanotubes adunay mas maayo nga corrosion resistance.
(2) Sa pagdugang sa oras sa pagpaunlod sa electrolyte, ang electrolyte motuhop ngadto sa hiniusa nga nawong sa coating / substrate aron makahimo og metal oxide film, nga makababag sa pagsulod sa electrolyte ngadto sa substrate. Ang electrical impedance una nga mikunhod ug unya nagdugang, ug ang corrosion nga pagsukol sa purong alumina ceramic coating dili maayo. Ang istruktura ug synergy sa carbon nanotubes ug graphene gibabagan ang paubos nga pagsulod sa electrolyte. Kung matumog sulod sa 19.5 ka oras, ang electrical impedance sa coating nga adunay sulud nga nano nga mga materyales mikunhod sa 22.94%, 25.60% ug 9.61% matag usa, ug ang corrosion resistance sa coating maayo.
6. Impluwensya nga mekanismo sa coating corrosion resistance
Pinaagi sa Tafel curve ug ang pagbag-o sa curve sa electrical impedance value, nakit-an nga ang alumina ceramic coating nga adunay graphene, carbon nanotubes ug ang ilang sagol nga makapauswag sa corrosion resistance sa metal matrix, ug ang synergistic nga epekto sa duha mahimo pa nga mapalambo ang corrosion resistance sa adhesive ceramic coating. Aron masusi pa ang epekto sa nano additives sa corrosion resistance sa coating, ang micro surface morphology sa coating human sa corrosion naobserbahan.
Figure 5 (A1, A2, B1, B2) nagpakita sa nawong morphology sa gibutyag 304 stainless steel ug adunay sapaw purong alumina ceramics sa lain-laing mga magnification human sa corrosion. Ang Figure 5 (A2) nagpakita nga ang nawong human sa corrosion mahimong bagis. Alang sa hubo nga substrate, daghang dagkong mga gahong sa kaagnasan ang makita sa ibabaw pagkahuman sa pagpaunlod sa electrolyte, nga nagpakita nga ang resistensya sa corrosion sa hubo nga metal nga matrix dili maayo ug ang electrolyte dali nga motuhop sa matrix. Alang sa lunsay nga alumina ceramic coating, ingon sa gipakita sa Figure 5 (B2), bisan kung ang porous corrosion channels namugna human sa corrosion, ang medyo dasok nga istruktura ug maayo kaayo nga corrosion nga pagsukol sa purong alumina ceramic coating epektibo nga nagbabag sa pagsulong sa electrolyte, nga nagpatin-aw sa rason alang sa epektibo nga pagpalambo sa impedance sa alumina ceramic coating.
Surface morphology sa mwnt-cooh-sdbs, coatings nga adunay 0.2% graphene ug coatings nga adunay 0.2% mwnt-cooh-sdbs ug 0.2% graphene. Makita nga ang duha ka coatings nga adunay graphene sa Figure 6 (B2 ug C2) adunay patag nga istruktura, ang pagbugkos tali sa mga partikulo sa coating hugot, ug ang mga aggregate nga mga partikulo hugot nga giputos sa adhesive. Bisan kung ang nawong nadaot sa electrolyte, gamay nga mga agianan sa lungag ang naporma. Human sa corrosion, ang coating surface dasok ug adunay pipila ka depekto nga mga istruktura. Alang sa Figure 6 (A1, A2), tungod sa mga kinaiya sa mwnt-cooh-sdbs, ang coating sa wala pa ang corrosion usa ka uniporme nga gipang-apod-apod nga porous nga istruktura. Human sa corrosion, ang mga pores sa orihinal nga bahin mahimong pig-ot ug taas, ug ang channel mahimong mas lawom. Kung itandi sa Figure 6 (B2, C2), ang istruktura adunay daghang mga depekto, nga nahiuyon sa gidak-on sa pag-apod-apod sa kantidad sa coating impedance nga nakuha gikan sa electrochemical corrosion test. Gipakita niini nga ang alumina ceramic coating nga adunay sulud nga graphene, labi na ang sagol nga graphene ug carbon nanotube, adunay labing kaayo nga resistensya sa kaagnasan. Kini tungod kay ang istruktura sa carbon nanotube ug graphene epektibo nga makababag sa crack diffusion ug mapanalipdan ang matrix.
7. Panaghisgot ug summary
Pinaagi sa pagsulay sa pagsukol sa kaagnasan sa carbon nanotubes ug graphene additives sa alumina ceramic coating ug pagtuki sa microstructure sa nawong sa coating, ang mga mosunud nga konklusyon gihimo:
(1) Sa diha nga ang corrosion panahon mao ang 19 h, sa pagdugang sa 0.2% hybrid carbon nanotube + 0.2% graphene nga sinagol nga materyal nga alumina seramiko taklap, ang kaagnasan kasamtangan nga densidad misaka gikan sa 2.890 × 10-6 A / cm2 ngadto sa 1.536 × 10-6 A/cm2, ang electrical impedance mao ang misaka gikan sa 8Ω8 Ω8 gikan sa 8 Ω 8. ug ang kahusayan sa pagsukol sa kaagnasan mao ang pinakadako, 46.85%. Kung itandi sa purong alumina ceramic coating, ang composite coating nga adunay graphene ug carbon nanotubes adunay mas maayo nga corrosion resistance.
(2) Sa pagdugang sa oras sa pagpaunlod sa electrolyte, ang electrolyte motuhop ngadto sa hiniusa nga nawong sa coating / substrate aron makahimo og metal oxide film, nga makababag sa pagsulod sa electrolyte ngadto sa substrate. Ang electrical impedance una nga mikunhod ug unya nagdugang, ug ang corrosion nga pagsukol sa purong alumina ceramic coating dili maayo. Ang istruktura ug synergy sa carbon nanotubes ug graphene gibabagan ang paubos nga pagsulod sa electrolyte. Kung matumog sulod sa 19.5 ka oras, ang electrical impedance sa coating nga adunay sulud nga nano nga mga materyales mikunhod sa 22.94%, 25.60% ug 9.61% matag usa, ug ang corrosion resistance sa coating maayo.
(3) Tungod sa mga kinaiya sa carbon nanotubes, ang taklap nga gidugang sa carbon nanotubes lamang adunay usa ka uniporme nga gipang-apod-apod nga porous nga istruktura sa wala pa ang corrosion. Human sa corrosion, ang mga pores sa orihinal nga bahin mahimong pig-ot ug taas, ug ang mga kanal mahimong mas lawom. Ang sapaw nga adunay sulud nga graphene adunay patag nga istruktura sa wala pa ang kaagnasan, ang kombinasyon sa taliwala sa mga partikulo sa sapaw hapit, ug ang mga aggregate nga partikulo hugot nga giputos sa adhesive. Bisan kung ang nawong nadaot sa electrolyte pagkahuman sa corrosion, adunay pipila nga mga pore channel ug ang istruktura dasok gihapon. Ang istruktura sa mga carbon nanotubes ug graphene epektibo nga makapugong sa pagpadaghan sa liki ug mapanalipdan ang matrix.
Oras sa pag-post: Mar-09-2022