1. Pagpangandam sa pagtabon
Aron mapadali ang ulahing electrochemical test, ang 30mm gipili nga × 4 mm 304 stainless steel isip base. Pasinawon ug tangtanga ang nahibiling oxide layer ug mga taya sa ibabaw sa substrate gamit ang sandpaper, ibutang kini sa usa ka beaker nga adunay acetone, tambali ang mga lama sa ibabaw sa substrate gamit ang bg-06c ultrasonic cleaner sa Bangjie electronics company sulod sa 20 minutos, tangtanga ang mga guba sa ibabaw sa metal substrate gamit ang alkohol ug distilled water, ug paugha kini gamit ang blower. Dayon, ang alumina (Al2O3), graphene ug hybrid carbon nanotube (mwnt-coohsdbs) giandam sa proporsyon (100: 0: 0, 99.8: 0.2: 0, 99.8: 0: 0.2, 99.6: 0.2: 0.2), ug ibutang sa usa ka ball mill (qm-3sp2 sa Nanjing NANDA instrument factory) para sa ball milling ug mixing. Ang gikusgon sa pagtuyok sa ball mill gibutang sa 220 R/min, ug ang ball mill gipaandar sa
Human sa ball milling, i-set ang rotation speed sa ball milling tank nga 1/2 nga puli-puli human makompleto ang ball milling, ug i-set ang rotation speed sa ball milling tank nga 1/2 nga puli-puli human makompleto ang ball milling. 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-cure.
2. Pagsulay sa kalawang
Niini nga pagtuon, ang electrochemical corrosion test naggamit sa Shanghai Chenhua chi660e electrochemical workstation, ug ang pagsulay naggamit ug three 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 effective 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 mao ang 3.5% NaCl solution.
3. Pag-analisa sa Tafel sa electrochemical corrosion sa mga coatings
Ang Fig. 3 nagpakita sa Tafel curve sa uncoated substrate ug ceramic coating nga gi-coat sa lain-laing nano additives human sa electrochemical corrosion sulod sa 19 ka oras. Ang corrosion voltage, corrosion current density ug electrical impedance test data nga nakuha gikan sa electrochemical corrosion test gipakita sa Table 1.
Isumite
Kon mas gamay ang corrosion current density ug mas taas ang corrosion resistance efficiency, mas maayo ang corrosion resistance effect sa coating. Makita gikan sa Figure 3 ug table 1 nga kon ang corrosion time kay 19h, ang maximum corrosion voltage sa bare metal matrix kay -0.680 V, ug ang corrosion current density sa matrix mao usab ang pinakadako, nga moabot sa 2.890 × 10-6 A/cm2. Kon gi-coat og pure alumina ceramic coating, ang corrosion current density mikunhod ngadto sa 78% ug ang PE kay 22.01%. Gipakita niini nga ang ceramic coating adunay mas maayong protective role ug makapauswag sa corrosion resistance sa coating sa neutral electrolyte.
Sa dihang gidugang ang 0.2% mwnt-cooh-sdbs o 0.2% graphene sa coating, ang corrosion current density mikunhod, ang resistance misaka, ug ang corrosion resistance sa coating miuswag pa, nga adunay PE nga 38.48% ug 40.10% matag usa. Sa dihang ang nawong gitabonan og 0.2% mwnt-cooh-sdbs ug 0.2% graphene mixed alumina coating, ang corrosion current mikunhod pa gikan sa 2.890 × 10-6 A / cm2 ngadto sa 1.536 × 10-6 A / cm2, ang maximum resistance value, misaka gikan sa 11388 Ω ngadto sa 28079 Ω, ug ang PE sa coating moabot sa 46.85%. Kini nagpakita nga ang giandam nga target nga produkto adunay maayong corrosion resistance, ug ang synergistic nga epekto sa carbon nanotubes ug graphene epektibong makapauswag sa corrosion resistance sa ceramic coating.
4. Epekto sa oras sa pagpahumol sa impedance sa coating
Aron mas masusi ang resistensya sa kaagnasan sa coating, nga gikonsiderar ang impluwensya sa oras sa pagpaunlod sa sample sa electrolyte sa pagsulay, ang mga kurba sa pagbag-o sa resistensya sa upat ka coatings sa lainlaing oras sa pagpaunlod gikuha, sama sa gipakita sa Figure 4.
Isumite
Sa inisyal nga yugto sa pagpaunlod (10 ka oras), tungod sa maayong densidad ug istruktura sa coating, ang electrolyte lisod ituslob sa coating. Niining panahona, ang ceramic coating nagpakita og taas nga resistensya. Human sa pagpaunlod sulod sa usa ka yugto sa panahon, ang resistensya mokunhod pag-ayo, tungod kay sa paglabay sa panahon, ang electrolyte hinay-hinay nga nagporma og agianan sa kaagnasan agi sa mga pores ug mga liki sa coating ug motuhop sa matrix, nga moresulta sa dakong pagkunhod sa resistensya sa coating.
Sa ikaduhang yugto, kon ang mga produkto sa kaagnasan mosaka ngadto sa usa ka piho nga kantidad, ang pagsabwag mababagan ug ang gintang anam-anam nga mababagan. Sa samang higayon, kon ang electrolyte mosulod sa bonding interface sa bonding bottom layer/matrix, ang mga molekula sa tubig mo-react sa Fe element sa matrix sa coating/matrix junction aron makahimo og nipis nga metal oxide film, nga makababag sa pagsulod sa electrolyte ngadto sa matrix ug makadugang sa resistance value. Kon ang bare metal matrix ma-electrochemically corroded, kadaghanan sa green flocculent precipitation maprodyus sa ilawom sa electrolyte. Ang electrolytic solution wala mausab ang kolor sa dihang gi-electrolyze ang coated sample, nga makapamatuod sa paglungtad sa nahisgutang kemikal nga reaksyon.
Tungod sa mubo nga oras sa pagsuyop ug dagkong mga hinungdan sa gawas nga impluwensya, aron mas makuha ang tukma nga relasyon sa pagbag-o sa mga electrochemical parameter, ang mga kurba sa Tafel nga 19 ka oras ug 19.5 ka oras gisusi. Ang corrosion current density ug resistensya nga nakuha gamit ang zsimpwin analysis software gipakita sa Table 2. Makita nga kung ihumol sulod sa 19 ka oras, kon itandi sa hubo nga substrate, ang corrosion current density sa puro nga alumina ug alumina composite coating nga adunay nano additive nga mga materyales mas gamay ug ang kantidad sa resistensya mas dako. Ang kantidad sa resistensya sa ceramic coating nga adunay carbon nanotubes ug coating nga adunay graphene halos parehas, samtang ang istruktura sa coating nga adunay carbon nanotubes ug graphene composite nga mga materyales labi nga gipauswag. Kini tungod kay ang synergistic nga epekto sa one-dimensional carbon nanotubes ug two-dimensional graphene nagpauswag sa resistensya sa kaagnasan sa materyal.
Uban sa pag-usbaw sa oras sa pagpaunlod (19.5 ka oras), ang resistensya sa hubo nga substrate motaas, nga nagpakita nga kini anaa sa ikaduhang yugto sa kaagnasan ug ang metal oxide film maporma sa ibabaw sa substrate. Sa susama, uban sa pag-usbaw sa oras, ang resistensya sa puro nga alumina ceramic coating motaas usab, nga nagpakita nga niining panahona, bisan pa man og adunay hinay nga epekto sa ceramic coating, ang electrolyte nakasulod na sa bonding interface sa coating/matrix, ug nakamugna og oxide film pinaagi sa kemikal nga reaksyon.
Kon 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 resistensya sa coating mikunhod pag-ayo sa paglabay sa panahon, mikunhod og 22.94%, 25.60% ug 9.61% matag usa, nga nagpakita nga ang electrolyte wala makasulod sa joint tali sa coating ug sa substrate niining panahona. Kini tungod kay ang istruktura sa carbon nanotubes ug graphene nagbabag sa pagsulod sa electrolyte paubos, sa ingon nanalipod 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 resistensya sa kaagnasan.
Pinaagi sa Tafel curve ug sa change curve sa electrical impedance value, nakita nga ang alumina ceramic coating nga adunay graphene, carbon nanotubes ug ang ilang sagol makapauswag sa resistensya sa kaagnasan sa metal matrix, ug ang synergistic nga epekto sa duha makapauswag pa sa resistensya sa kaagnasan sa adhesive ceramic coating. Aron mas masusi ang epekto sa nano additives sa resistensya sa kaagnasan sa coating, naobserbahan ang micro surface morphology sa coating human sa kaagnasan.
Isumite
Ang Figure 5 (A1, A2, B1, B2) nagpakita sa morpolohiya sa nawong sa nabutyag nga 304 stainless steel ug gipintalan nga puro nga alumina ceramics sa lainlaing pagpadako pagkahuman sa kaagnasan. Ang Figure 5 (A2) nagpakita nga ang nawong pagkahuman sa kaagnasan nahimong bagis. Alang sa hubo nga substrate, daghang dagkong mga lungag sa kaagnasan ang makita sa nawong pagkahuman sa pagpaunlod sa electrolyte, nga nagpakita nga ang resistensya sa kaagnasan sa hubo nga metal matrix dili maayo ug ang electrolyte dali nga makasulod sa matrix. Alang sa puro nga alumina ceramic coating, sama sa gipakita sa Figure 5 (B2), bisan kung ang mga porous corrosion channel namugna pagkahuman sa kaagnasan, ang medyo dasok nga istruktura ug maayo kaayo nga resistensya sa kaagnasan sa puro nga alumina ceramic coating epektibo nga nagbabag sa pagsulod sa electrolyte, nga nagpatin-aw sa hinungdan sa epektibo nga pag-uswag sa impedance sa alumina ceramic coating.
Isumite
Morpolohiya sa nawong sa mwnt-cooh-sdbs, mga coating nga adunay 0.2% graphene ug mga coating nga adunay 0.2% mwnt-cooh-sdbs ug 0.2% graphene. Makita nga ang duha ka coating 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 partikulo sa aggregate hugot nga giputos sa adhesive. Bisan kung ang nawong nadaot sa electrolyte, gamay ra ang mga pore channel nga naporma. Pagkahuman sa corrosion, ang coating surface dasok ug adunay pipila ka mga istruktura sa depekto. Alang sa Figure 6 (A1, A2), tungod sa mga kinaiya sa mwnt-cooh-sdbs, ang coating sa wala pa ang corrosion usa ka parehas nga giapod-apod nga porous nga istruktura. Pagkahuman 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 nga distribusyon sa coating impedance value nga nakuha gikan sa electrochemical corrosion test. Gipakita niini nga ang alumina ceramic coating nga adunay graphene, labi na ang sagol nga graphene ug carbon nanotube, adunay labing maayo nga resistensya sa kaagnasan. Kini tungod kay ang istruktura sa carbon nanotube ug graphene epektibo nga makababag sa pagkaylap sa liki ug makaprotekta sa matrix.
5. Panaghisgot ug katingbanan
Pinaagi sa pagsulay sa resistensya sa kaagnasan sa mga carbon nanotubes ug graphene additives sa alumina ceramic coating ug sa pag-analisar sa surface microstructure sa coating, ang mosunod nga mga konklusyon nahimo:
(1) Sa dihang ang oras sa pagkadunot miabot og 19 ka oras, sa pagdugang og 0.2% hybrid carbon nanotube + 0.2% graphene mixed material alumina ceramic coating, ang corrosion current density misaka gikan sa 2.890 × 10-6 A/cm2 ngadto sa 1.536 × 10-6 A/cm2, ang electrical impedance misaka gikan sa 11388 Ω ngadto sa 28079 Ω, ug ang corrosion resistance efficiency mao ang pinakadako, 46.85%. Kon itandi sa puro nga alumina ceramic coating, ang composite coating nga adunay graphene ug carbon nanotubes adunay mas maayong corrosion resistance.
(2) Uban sa pag-usbaw sa oras sa pagpaunlod sa electrolyte, ang electrolyte motuhop sa joint surface sa coating/substrate aron makahimo og metal oxide film, nga makababag sa pagsulod sa electrolyte ngadto sa substrate. Ang electrical impedance una nga mokunhod ug dayon motaas, ug ang corrosion resistance sa puro nga alumina ceramic coating dili maayo. Ang istruktura ug synergy sa carbon nanotubes ug graphene nakababag sa pagsulod sa electrolyte paubos. Sa dihang gihumol sulod sa 19.5 ka oras, ang electrical impedance sa coating nga adunay nano materials mikunhod og 22.94%, 25.60% ug 9.61% matag usa, ug ang corrosion resistance sa coating maayo.
6. Mekanismo sa impluwensya sa resistensya sa kaagnasan sa coating
Pinaagi sa Tafel curve ug sa change curve sa electrical impedance value, nakita nga ang alumina ceramic coating nga adunay graphene, carbon nanotubes ug ang ilang sagol makapauswag sa resistensya sa kaagnasan sa metal matrix, ug ang synergistic nga epekto sa duha makapauswag pa sa resistensya sa kaagnasan sa adhesive ceramic coating. Aron mas masusi ang epekto sa nano additives sa resistensya sa kaagnasan sa coating, naobserbahan ang micro surface morphology sa coating human sa kaagnasan.
Ang Figure 5 (A1, A2, B1, B2) nagpakita sa morpolohiya sa nawong sa nabutyag nga 304 stainless steel ug gipintalan nga puro nga alumina ceramics sa lainlaing pagpadako pagkahuman sa kaagnasan. Ang Figure 5 (A2) nagpakita nga ang nawong pagkahuman sa kaagnasan nahimong bagis. Alang sa hubo nga substrate, daghang dagkong mga lungag sa kaagnasan ang makita sa nawong pagkahuman sa pagpaunlod sa electrolyte, nga nagpakita nga ang resistensya sa kaagnasan sa hubo nga metal matrix dili maayo ug ang electrolyte dali nga makasulod sa matrix. Alang sa puro nga alumina ceramic coating, sama sa gipakita sa Figure 5 (B2), bisan kung ang mga porous corrosion channel namugna pagkahuman sa kaagnasan, ang medyo dasok nga istruktura ug maayo kaayo nga resistensya sa kaagnasan sa puro nga alumina ceramic coating epektibo nga nagbabag sa pagsulod sa electrolyte, nga nagpatin-aw sa hinungdan sa epektibo nga pag-uswag sa impedance sa alumina ceramic coating.
Morpolohiya sa nawong sa mwnt-cooh-sdbs, mga coating nga adunay 0.2% graphene ug mga coating nga adunay 0.2% mwnt-cooh-sdbs ug 0.2% graphene. Makita nga ang duha ka coating 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 partikulo sa aggregate hugot nga giputos sa adhesive. Bisan kung ang nawong nadaot sa electrolyte, gamay ra ang mga pore channel nga naporma. Pagkahuman sa corrosion, ang coating surface dasok ug adunay pipila ka mga istruktura sa depekto. Alang sa Figure 6 (A1, A2), tungod sa mga kinaiya sa mwnt-cooh-sdbs, ang coating sa wala pa ang corrosion usa ka parehas nga giapod-apod nga porous nga istruktura. Pagkahuman 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 nga distribusyon sa coating impedance value nga nakuha gikan sa electrochemical corrosion test. Gipakita niini nga ang alumina ceramic coating nga adunay graphene, labi na ang sagol nga graphene ug carbon nanotube, adunay labing maayo nga resistensya sa kaagnasan. Kini tungod kay ang istruktura sa carbon nanotube ug graphene epektibo nga makababag sa pagkaylap sa liki ug makaprotekta sa matrix.
7. Panaghisgot ug katingbanan
Pinaagi sa pagsulay sa resistensya sa kaagnasan sa mga carbon nanotubes ug graphene additives sa alumina ceramic coating ug sa pag-analisar sa surface microstructure sa coating, ang mosunod nga mga konklusyon nahimo:
(1) Sa dihang ang oras sa pagkadunot miabot og 19 ka oras, sa pagdugang og 0.2% hybrid carbon nanotube + 0.2% graphene mixed material alumina ceramic coating, ang corrosion current density misaka gikan sa 2.890 × 10-6 A/cm2 ngadto sa 1.536 × 10-6 A/cm2, ang electrical impedance misaka gikan sa 11388 Ω ngadto sa 28079 Ω, ug ang corrosion resistance efficiency mao ang pinakadako, 46.85%. Kon itandi sa puro nga alumina ceramic coating, ang composite coating nga adunay graphene ug carbon nanotubes adunay mas maayong corrosion resistance.
(2) Uban sa pag-usbaw sa oras sa pagpaunlod sa electrolyte, ang electrolyte motuhop sa joint surface sa coating/substrate aron makahimo og metal oxide film, nga makababag sa pagsulod sa electrolyte ngadto sa substrate. Ang electrical impedance una nga mokunhod ug dayon motaas, ug ang corrosion resistance sa puro nga alumina ceramic coating dili maayo. Ang istruktura ug synergy sa carbon nanotubes ug graphene nakababag sa pagsulod sa electrolyte paubos. Sa dihang gihumol sulod sa 19.5 ka oras, ang electrical impedance sa coating nga adunay nano materials mikunhod og 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 coating nga gidugangan og carbon nanotubes lamang adunay parehas nga giapod-apod nga porous nga istruktura sa wala pa ang taya. Human sa taya, ang mga pores sa orihinal nga bahin mahimong pig-ot ug taas, ug ang mga agianan mahimong mas lawom. Ang coating nga adunay graphene adunay patag nga istruktura sa wala pa ang taya, ang kombinasyon tali sa mga partikulo sa coating duol, ug ang mga aggregate nga partikulo hugot nga giputos sa adhesive. Bisan kung ang nawong nadaot sa electrolyte pagkahuman sa taya, adunay pipila ka mga pore channel ug ang istruktura dasok gihapon. Ang istruktura sa carbon nanotubes ug graphene epektibo nga makababag sa pagkaylap sa liki ug mapanalipdan ang matrix.
Oras sa pag-post: Mar-09-2022