1. Tarieding fan coating
Om de lettere elektrogemyske test te fasilitearjen, is 30 mm × 4 mm 304 roestfrij stiel as basis keazen. Poets en ferwiderje de oerbleaune oksidelaach en roestplakken op it oerflak fan it substraat mei skuurpapier, doch se yn in beker mei aceton, behannelje de flekken op it oerflak fan it substraat mei bg-06c ultrasone reiniger fan Bangjie elektronikabedriuw foar 20 minuten, ferwiderje de slijtageresten op it oerflak fan it metalen substraat mei alkohol en destillearre wetter, en droegje se mei in blazer. Dêrnei waarden aluminiumoxide (Al2O3), grafeen en hybride koalstofnanobuis (mwnt-coohsdbs) taret yn ferhâlding (100: 0: 0, 99.8: 0.2: 0, 99.8: 0: 0.2, 99.6: 0.2: 0.2), en yn in kûgelmûne (qm-3sp2 fan Nanjing NANDA ynstrumintfabryk) pleatst foar kûgelmûnen en mingen. De rotaasjesnelheid fan 'e kûgelmûne waard ynsteld op 220 R/min, en de kûgelmûne waard draaid op
Nei it kûgelfrezen, stel de rotaasjesnelheid fan 'e kûgelfreestank yn op 1/2 ôfwikseljend nei't it kûgelfrezen foltôge is, en stel de rotaasjesnelheid fan 'e kûgelfreestank yn op 1/2 ôfwikseljend nei't it kûgelfrezen foltôge is. It kûgelfrezen keramyske aggregaat en it bindmiddel wurde lykmatig mingd neffens de massafraksje fan 1.0 ∶ 0.8. Uteinlik waard de kleefkeramyske coating krigen troch in úthardingsproses.
2. Korrosjetest
Yn dizze stúdzje brûkt de elektrogemyske korrosjetest it elektrogemyske wurkstasjon fan Shanghai Chenhua chi660e, en de test brûkt in testsysteem mei trije elektroden. De platina-elektrode is de helpelektrode, de sulver-sulverchloride-elektrode is de referinsje-elektrode, en it bedekte stekproef is de wurkelektrode, mei in effektyf bleatstellingsgebiet fan 1 cm2. Ferbine de referinsje-elektrode, wurkelektrode en helpelektrode yn 'e elektrolytyske sel mei it ynstrumint, lykas werjûn yn ôfbyldings 1 en 2. Foar de test, weak it stekproef yn 'e elektrolyt, dat is in 3,5% NaCl-oplossing.
3. Tafelanalyse fan elektrogemyske korrosje fan coatings
Fig. 3 lit de Tafel-kromme sjen fan in ûnbekleed substraat en in keramyske coating bedekt mei ferskate nano-tafoegings nei elektrogemyske korrosje foar 19 oeren. De gegevens fan 'e korrosjespanning, korrosjestroomtichtens en elektryske impedânsjetest dy't krigen binne út 'e elektrogemyske korrosjetest wurde werjûn yn Tabel 1.
Yntsjinje
As de korrosjestroomtichtens lytser is en de effisjinsje fan 'e korrosjebestriding heger is, is it korrosjebestridingseffekt fan 'e coating better. It kin sjoen wurde út figuer 3 en tabel 1 dat as de korrosjetiid 19 oeren is, de maksimale korrosjespanning fan 'e bleate metaalmatrix -0,680 V is, en de korrosjestroomtichtens fan 'e matrix is ek it grutst, en berikt 2,890 × 10-6 A/cm2. By bedekking mei suvere aluminiumoxide keramyske coating, sakke de korrosjestroomtichtens nei 78% en wie PE 22,01%. It lit sjen dat de keramyske coating in bettere beskermjende rol spilet en de korrosjebestriding fan 'e coating yn neutrale elektrolyt kin ferbetterje.
Doe't 0,2% mwnt-cooh-sdbs of 0,2% grafeen tafoege waard oan 'e coating, naam de korrosjestroomtichtens ôf, naam de wjerstân ta, en waard de korrosjebestriding fan 'e coating fierder ferbettere, mei PE fan respektivelik 38,48% en 40,10%. As it oerflak bedekt wurdt mei 0,2% mwnt-cooh-sdbs en 0,2% grafeen mingde aluminiumoxide coating, wurdt de korrosjestroom fierder fermindere fan 2,890 × 10-6 A / cm2 nei 1,536 × 10-6 A / cm2, de maksimale wjerstânswearde, ferhege fan 11388 Ω nei 28079 Ω, en de PE fan 'e coating kin 46,85% berikke. It lit sjen dat it taret doelprodukt in goede korrosjebestriding hat, en it synergistyske effekt fan koalstofnanobuizen en grafeen kin de korrosjebestriding fan keramyske coating effektyf ferbetterje.
4. Effekt fan wektiid op coatingimpedânsje
Om de korrosjebestriding fan 'e coating fierder te ûndersiikjen, rekken hâldend mei de ynfloed fan 'e ûnderdompelingstiid fan it stekproef yn 'e elektrolyt op 'e test, wurde de feroaringskurven fan 'e wjerstân fan 'e fjouwer coatings by ferskillende ûnderdompelingstiden krigen, lykas te sjen is yn figuer 4.
Yntsjinje
Yn it earste stadium fan ûnderdompeling (10 oeren), fanwegen de goede tichtheid en struktuer fan 'e coating, is it lestich om de elektrolyt yn 'e coating te ûnderdompeljen. Op dit stuit toant de keramyske coating in hege wjerstân. Nei in skoftke ynweakjen nimt de wjerstân signifikant ôf, om't de elektrolyt mei de tiid stadichoan in korrosjekanaal foarmet troch de poaren en barsten yn 'e coating en yn 'e matriks penetrearret, wat resulteart yn in signifikante ôfname fan 'e wjerstân fan' e coating.
Yn 'e twadde faze, as de korrosjeprodukten tanimme oant in bepaalde hoemannichte, wurdt de diffúzje blokkearre en wurdt de gat stadichoan blokkearre. Tagelyk, as de elektrolyt yn 'e bonding-ynterface fan' e bonding-ûnderlaach/matrix penetrearret, sille de wettermolekulen reagearje mei it Fe-elemint yn 'e matrix by de coating/matrix-oergong om in tinne metaaloksidefilm te produsearjen, dy't de penetraasje fan 'e elektrolyt yn' e matrix hinderet en de wjerstânswearde fergruttet. As de bleate metaalmatrix elektrogemysk korrodearre wurdt, wurdt it measte fan 'e griene flokkulinte delslach produsearre op' e boaiem fan 'e elektrolyt. De elektrolytyske oplossing feroare net fan kleur by it elektrolysearjen fan it bedekte sample, wat it bestean fan 'e boppesteande gemyske reaksje kin bewize.
Fanwegen de koarte wektiid en grutte eksterne ynfloedfaktoaren, wurde de Tafel-krommen fan 19 oeren en 19,5 oeren analysearre om de krekte feroaringsrelaasje fan elektrogemyske parameters fierder te krijen. De korrosjestroomtichtens en wjerstân krigen troch zsimpwin-analysesoftware wurde werjûn yn tabel 2. It kin fûn wurde dat by 19 oeren wekjen, yn ferliking mei it bleate substraat, de korrosjestroomtichtens fan suvere aluminiumoxide en aluminiumoxide-kompositcoating mei nano-tafoegingsmaterialen lytser is en de wjerstânswearde grutter is. De wjerstânswearde fan keramyske coating mei koalstofnanobuizen en coating mei grafeen is hast itselde, wylst de coatingstruktuer mei koalstofnanobuizen en grafeen-kompositmaterialen signifikant ferbettere wurdt. Dit komt om't it synergistyske effekt fan iendiminsjonale koalstofnanobuizen en twadiminsjonale grafeen de korrosjebestriding fan it materiaal ferbetteret.
Mei de tanimming fan 'e ûnderdompelingstiid (19,5 oeren) nimt de wjerstân fan it bleate substraat ta, wat oanjout dat it yn 'e twadde faze fan korrosje is en in metaaloksidefilm ûntstiet op it oerflak fan it substraat. Op deselde wize nimt mei de tanimming fan 'e tiid ek de wjerstân fan 'e suvere aluminiumoxide-keramyske coating ta, wat oanjout dat op dit stuit, hoewol d'r it fertragende effekt fan 'e keramyske coating is, de elektrolyt de bonding-ynterface fan coating/matrix penetrearre hat, en in oksidefilm produsearre hat troch in gemyske reaksje.
Yn ferliking mei de aluminiumoxide-coating mei 0,2% mwnt-cooh-sdbs, de aluminiumoxide-coating mei 0,2% grafeen en de aluminiumoxide-coating mei 0,2% mwnt-cooh-sdbs en 0,2% grafeen, naam de coatingwjerstân signifikant ôf mei it tanimmen fan 'e tiid, mei respektivelik 22,94%, 25,60% en 9,61%, wat oanjout dat de elektrolyt op dit stuit net yn 'e ferbining tusken de coating en it substraat penetrearre is. Dit komt om't de struktuer fan koalstofnanobuizen en grafeen de nei ûnderen penetraasje fan elektrolyt blokkearret, wêrtroch't de matrix beskerme wurdt. It synergistyske effekt fan 'e twa wurdt fierder ferifiearre. De coating mei twa nanomaterialen hat in bettere korrosjebestriding.
Troch de Tafel-kromme en de feroaringskromme fan elektryske impedânsjewearde wurdt fûn dat de aluminiumoxide-keramyske coating mei grafeen, koalstofnanobuizen en har mingsel de korrosjebestriding fan 'e metaalmatrix kin ferbetterje, en it synergistyske effekt fan 'e twa kin de korrosjebestriding fan 'e kleefkeramyske coating fierder ferbetterje. Om it effekt fan nano-tafoegings op 'e korrosjebestriding fan 'e coating fierder te ûndersiikjen, waard de mikro-oerflakmorfology fan 'e coating nei korrosje waarnommen.
Yntsjinje
Figuer 5 (A1, A2, B1, B2) lit de oerflakmorfology sjen fan bleatsteld 304 roestfrij stiel en bedekte suvere aluminiumoxide-keramyk by ferskillende fergruttings nei korrosje. Figuer 5 (A2) lit sjen dat it oerflak nei korrosje rûch wurdt. Foar it bleate substraat ferskine ferskate grutte korrosjeputten op it oerflak nei ûnderdompeling yn elektrolyt, wat oanjout dat de korrosjebestriding fan 'e bleate metaalmatrix min is en de elektrolyt maklik yn 'e matrix penetrearret. Foar suvere aluminiumoxide-keramykcoating, lykas te sjen is yn figuer 5 (B2), hoewol poreuze korrosjekanalen wurde generearre nei korrosje, blokkearje de relatyf tichte struktuer en poerbêste korrosjebestriding fan suvere aluminiumoxide-keramykcoating effektyf de ynvaazje fan elektrolyt, wat de reden ferklearret foar de effektive ferbettering fan 'e impedânsje fan aluminiumoxide-keramykcoating.
Yntsjinje
Oerflakmorfology fan mwnt-cooh-sdbs, coatings mei 0,2% grafeen en coatings mei 0,2% mwnt-cooh-sdbs en 0,2% grafeen. It is te sjen dat de twa coatings mei grafeen yn figuer 6 (B2 en C2) in platte struktuer hawwe, de bining tusken dieltsjes yn 'e coating is strak, en de aggregaatdieltsjes binne strak omwikkele troch lijm. Hoewol it oerflak erodearre wurdt troch elektrolyt, wurde minder poarkanalen foarme. Nei korrosje is it coatingoerflak ticht en binne d'r pear defektstrukturen. Foar figuer 6 (A1, A2), fanwegen de skaaimerken fan mwnt-cooh-sdbs, is de coating foar korrosje in unifoarm ferdielde poreuze struktuer. Nei korrosje wurde de poaren fan it orizjinele diel smel en lang, en wurdt it kanaal djipper. Yn ferliking mei figuer 6 (B2, C2) hat de struktuer mear defekten, wat oerienkomt mei de grutteferdieling fan 'e coatingimpedânsjewearde dy't krigen is út elektrogemyske korrosjetest. It lit sjen dat de aluminiumoxide keramyske coating mei grafeen, benammen it mingsel fan grafeen en koalstofnanobuis, de bêste korrosjebestriding hat. Dit komt om't de struktuer fan koalstofnanobuis en grafeen de diffúzje fan barsten effektyf kin blokkearje en de matriks beskermje kin.
5. Diskusje en gearfetting
Troch de korrosjebestridingstest fan koalstofnanobuisjes en grafeentafoegings op aluminiumoxide keramyske coating en de analyze fan 'e oerflakmikrostruktuer fan' e coating, wurde de folgjende konklúzjes lutsen:
(1) Doe't de korrosjetiid 19 oeren wie, en troch it tafoegjen fan 0,2% hybride koalstofnanobuis + 0,2% grafeen mingd materiaal aluminiumoxide keramyske coating, naam de korrosjestroomtichtens ta fan 2.890 × 10-6 A / cm2 nei 1.536 × 10-6 A / cm2, waard de elektryske impedânsje ferhege fan 11388 Ω nei 28079 Ω, en de effisjinsje fan korrosjebestriding wie it grutst, 46,85%. Yn ferliking mei suvere aluminiumoxide keramyske coating hat de gearstalde coating mei grafeen en koalstofnanobuisjes in bettere korrosjebestriding.
(2) Mei de tanimming fan 'e ûnderdompelingstiid fan elektrolyt penetrearret de elektrolyt yn it ferbiningsflak fan 'e coating/substraat om in metaaloksidefilm te produsearjen, wat de penetraasje fan elektrolyt yn it substraat hinderet. De elektryske impedânsje nimt earst ôf en nimt dan ta, en de korrosjebestriding fan suvere aluminiumoxide keramyske coating is min. De struktuer en synergie fan koalstofnanobuizen en grafeen blokkearren de nei ûnderen penetraasje fan elektrolyt. Nei 19,5 oeren wietmeitsjen naam de elektryske impedânsje fan 'e coating mei nanomaterialen ôf mei respektivelik 22,94%, 25,60% en 9,61%, en de korrosjebestriding fan 'e coating wie goed.
6. Ynfloedmeganisme fan korrosjebestriding fan coating
Troch de Tafel-kromme en de feroaringskromme fan elektryske impedânsjewearde wurdt fûn dat de aluminiumoxide-keramyske coating mei grafeen, koalstofnanobuizen en har mingsel de korrosjebestriding fan 'e metaalmatrix kin ferbetterje, en it synergistyske effekt fan 'e twa kin de korrosjebestriding fan 'e kleefkeramyske coating fierder ferbetterje. Om it effekt fan nano-tafoegings op 'e korrosjebestriding fan 'e coating fierder te ûndersiikjen, waard de mikro-oerflakmorfology fan 'e coating nei korrosje waarnommen.
Figuer 5 (A1, A2, B1, B2) lit de oerflakmorfology sjen fan bleatsteld 304 roestfrij stiel en bedekte suvere aluminiumoxide-keramyk by ferskillende fergruttings nei korrosje. Figuer 5 (A2) lit sjen dat it oerflak nei korrosje rûch wurdt. Foar it bleate substraat ferskine ferskate grutte korrosjeputten op it oerflak nei ûnderdompeling yn elektrolyt, wat oanjout dat de korrosjebestriding fan 'e bleate metaalmatrix min is en de elektrolyt maklik yn 'e matrix penetrearret. Foar suvere aluminiumoxide-keramykcoating, lykas te sjen is yn figuer 5 (B2), hoewol poreuze korrosjekanalen wurde generearre nei korrosje, blokkearje de relatyf tichte struktuer en poerbêste korrosjebestriding fan suvere aluminiumoxide-keramykcoating effektyf de ynvaazje fan elektrolyt, wat de reden ferklearret foar de effektive ferbettering fan 'e impedânsje fan aluminiumoxide-keramykcoating.
Oerflakmorfology fan mwnt-cooh-sdbs, coatings mei 0,2% grafeen en coatings mei 0,2% mwnt-cooh-sdbs en 0,2% grafeen. It is te sjen dat de twa coatings mei grafeen yn figuer 6 (B2 en C2) in platte struktuer hawwe, de bining tusken dieltsjes yn 'e coating is strak, en de aggregaatdieltsjes binne strak omwikkele troch lijm. Hoewol it oerflak erodearre wurdt troch elektrolyt, wurde minder poarkanalen foarme. Nei korrosje is it coatingoerflak ticht en binne d'r pear defektstrukturen. Foar figuer 6 (A1, A2), fanwegen de skaaimerken fan mwnt-cooh-sdbs, is de coating foar korrosje in unifoarm ferdielde poreuze struktuer. Nei korrosje wurde de poaren fan it orizjinele diel smel en lang, en wurdt it kanaal djipper. Yn ferliking mei figuer 6 (B2, C2) hat de struktuer mear defekten, wat oerienkomt mei de grutteferdieling fan 'e coatingimpedânsjewearde dy't krigen is út elektrogemyske korrosjetest. It lit sjen dat de aluminiumoxide keramyske coating mei grafeen, benammen it mingsel fan grafeen en koalstofnanobuis, de bêste korrosjebestriding hat. Dit komt om't de struktuer fan koalstofnanobuis en grafeen de diffúzje fan barsten effektyf kin blokkearje en de matriks beskermje kin.
7. Diskusje en gearfetting
Troch de korrosjebestridingstest fan koalstofnanobuisjes en grafeentafoegings op aluminiumoxide keramyske coating en de analyze fan 'e oerflakmikrostruktuer fan' e coating, wurde de folgjende konklúzjes lutsen:
(1) Doe't de korrosjetiid 19 oeren wie, en troch it tafoegjen fan 0,2% hybride koalstofnanobuis + 0,2% grafeen mingd materiaal aluminiumoxide keramyske coating, naam de korrosjestroomtichtens ta fan 2.890 × 10-6 A / cm2 nei 1.536 × 10-6 A / cm2, waard de elektryske impedânsje ferhege fan 11388 Ω nei 28079 Ω, en de effisjinsje fan korrosjebestriding wie it grutst, 46,85%. Yn ferliking mei suvere aluminiumoxide keramyske coating hat de gearstalde coating mei grafeen en koalstofnanobuisjes in bettere korrosjebestriding.
(2) Mei de tanimming fan 'e ûnderdompelingstiid fan elektrolyt penetrearret de elektrolyt yn it ferbiningsflak fan 'e coating/substraat om in metaaloksidefilm te produsearjen, wat de penetraasje fan elektrolyt yn it substraat hinderet. De elektryske impedânsje nimt earst ôf en nimt dan ta, en de korrosjebestriding fan suvere aluminiumoxide keramyske coating is min. De struktuer en synergie fan koalstofnanobuizen en grafeen blokkearren de nei ûnderen penetraasje fan elektrolyt. Nei 19,5 oeren wietmeitsjen naam de elektryske impedânsje fan 'e coating mei nanomaterialen ôf mei respektivelik 22,94%, 25,60% en 9,61%, en de korrosjebestriding fan 'e coating wie goed.
(3) Fanwegen de skaaimerken fan koalstofnanobuizen hat de coating dy't allinich mei koalstofnanobuizen tafoege is in unifoarm ferdielde poreuze struktuer foar korrosje. Nei korrosje wurde de poaren fan it orizjinele diel smel en lang, en de kanalen wurde djipper. De coating dy't grafeen befettet hat in platte struktuer foar korrosje, de kombinaasje tusken dieltsjes yn 'e coating is ticht, en de aggregaatdieltsjes wurde strak omwikkele troch lijm. Hoewol it oerflak nei korrosje troch elektrolyt erodearre wurdt, binne d'r mar in pear poarkanalen en is de struktuer noch ticht. De struktuer fan koalstofnanobuizen en grafeen kin de fersprieding fan barsten effektyf blokkearje en de matrix beskermje.
Pleatsingstiid: 9 maart 2022