1. Preparasyon kouch
Pou fasilite tès elektwochimik pita a, yo chwazi asye pur 304 30mm × 4 mm kòm baz. Poli epi retire kouch oksid ki rete a ak tach rouye sou sifas substra a ak papye sab, mete yo nan yon bechè ki gen asetòn, trete tach yo sou sifas substra a ak yon pwodui netwayaj ultrasonik bg-06c nan konpayi elektwonik Bangjie pandan 20 minit, retire debri mete sou sifas substra metal la ak alkòl ak dlo distile, epi seche yo ak yon souflè. Apre sa, yo prepare aliminyòm (Al2O3), grafèn ak nanotub kabòn ibrid (mwnt-coohsdbs) nan pwopòsyon (100: 0: 0, 99.8: 0.2: 0, 99.8: 0: 0.2, 99.6: 0.2: 0.2), epi mete yo nan yon moulen boul (qm-3sp2 nan faktori enstriman Nanjing NANDA) pou moulen boul ak melanje. Yo te fikse vitès wotasyon moulen boul la a 220 R/min, epi yo te vire moulen boul la sou
Apre broyaj boul la, mete vitès wotasyon tank broyaj boul la sou 1/2 altènativman apre broyaj boul la fini, epi mete vitès wotasyon tank broyaj boul la sou 1/2 altènativman apre broyaj boul la fini. Agregat seramik broyaj boul la ak lyan an melanje respire selon fraksyon mas 1.0 ∶ 0.8. Finalman, kouch seramik adezif la te jwenn pa pwosesis geri a.
2. Tès korozyon
Nan etid sa a, tès korozyon elektwochimik la itilize estasyon travay elektwochimik Shanghai Chenhua chi660e a, epi tès la adopte yon sistèm tès twa elektwòd. Elektwòd platinum lan se elektwòd oksilyè a, elektwòd klori ajan an se elektwòd referans lan, epi echantiyon ki kouvri a se elektwòd k ap travay la, ak yon zòn ekspozisyon efektif 1cm2. Konekte elektwòd referans lan, elektwòd k ap travay la ak elektwòd oksilyè a nan selil elektwolitik la ak enstriman an, jan yo montre nan Figi 1 ak 2. Anvan tès la, tranpe echantiyon an nan elektwolit la, ki se yon solisyon 3.5% NaCl.
3. Analiz Tafel sou korozyon elektwochimik kouch yo
Figi 3 montre koub Tafel substrat san kouch ak kouch seramik ki kouvri ak diferan nano aditif apre korozyon elektwochimik pandan 19 èdtan. Done tès vòltaj korozyon, dansite kouran korozyon ak enpedans elektrik ki jwenn nan tès korozyon elektwochimik yo montre nan Tablo 1.
Soumèt
Lè dansite kouran korozyon an pi piti epi efikasite rezistans korozyon an pi wo, efè rezistans korozyon kouch la pi bon. Jan Figi 3 ak tablo 1 montre, lè tan korozyon an se 19 èdtan, vòltaj maksimòm korozyon matris metal toutouni an se -0.680 V, epi dansite kouran korozyon matris la tou pi gwo, rive nan 2.890 × 10-6 A/cm2. Lè yo kouvri ak yon kouch seramik aliminyòm pi, dansite kouran korozyon an diminye a 78% epi PE a te 22.01%. Sa montre ke kouch seramik la jwe yon pi bon wòl pwoteksyon epi li ka amelyore rezistans korozyon kouch la nan elektwolit net.
Lè yo te ajoute 0.2% mwnt-cooh-sdbs oubyen 0.2% grafèn nan kouch la, dansite kouran korozyon an te diminye, rezistans lan te ogmante, epi rezistans korozyon kouch la te amelyore plis toujou, ak yon PE 38.48% ak 40.10% respektivman. Lè yo kouvri sifas la ak yon kouch aliminyòm melanje 0.2% mwnt-cooh-sdbs ak 0.2% grafèn, kouran korozyon an te redwi plis toujou soti nan 2.890 × 10-6 A / cm2 pou rive nan 1.536 × 10-6 A / cm2, valè rezistans maksimòm lan te ogmante soti nan 11388 Ω pou rive nan 28079 Ω, epi PE kouch la ka rive nan 46.85%. Sa montre ke pwodwi sib ki prepare a gen bon rezistans korozyon, epi efè sinèjik nanotub kabòn yo ak grafèn nan ka amelyore rezistans korozyon kouch seramik la efektivman.
4. Efè tan tranpe sou enpedans kouch la
Pou kapab eksplore plis rezistans korozyon kouch la, lè nou konsidere enfliyans tan imèsyon echantiyon an nan elektwolit la sou tès la, nou jwenn koub chanjman rezistans kat kouch yo nan diferan tan imèsyon, jan nou montre nan Figi 4.
Soumèt
Nan premye etap imèsyon an (10 èdtan), akòz bon dansite ak estrikti kouch la, elektwolit la difisil pou plonje nan kouch la. Nan moman sa a, kouch seramik la montre yon gwo rezistans. Apre yon sèten tan tranpe, rezistans lan diminye anpil, paske avèk pasaj tan, elektwolit la piti piti fòme yon kanal korozyon nan porositë ak fant ki nan kouch la epi li penetre nan matris la, sa ki lakòz yon diminisyon enpòtan nan rezistans kouch la.
Nan dezyèm etap la, lè pwodwi korozyon yo ogmante rive nan yon sèten kantite, difizyon an bloke epi espas la piti piti bloke. An menm tan, lè elektwolit la penetre nan koòdone lyezon kouch/matris ki anba lyezon an, molekil dlo yo pral reyaji avèk eleman Fe ki nan matris la nan jonksyon kouch/matris la pou pwodui yon fim oksid metal mens, ki anpeche elektwolit la penetre matris la epi ogmante valè rezistans lan. Lè matris metal toutouni an sibi korozyon elektwochimik, pifò presipitasyon flokulan vèt la pwodui nan pati anba elektwolit la. Solisyon elektwolitik la pa chanje koulè lè echantiyon ki kouvri a te elektwolize, sa ki ka pwouve egzistans reyaksyon chimik ki anwo a.
Akòz tan tranpe a kout ak gwo faktè enfliyans ekstèn yo, pou nou ka jwenn pi byen relasyon chanjman paramèt elektwochimik yo, nou analize koub Tafel 19 èdtan ak 19.5 èdtan yo. Dansite kouran korozyon ak rezistans ki jwenn grasa lojisyèl analiz zsimpwin yo montre nan Tablo 2. Nou ka jwenn ke lè yo tranpe l pandan 19 èdtan, konpare ak substrati a ki pa gen materyèl, dansite kouran korozyon aliminyòm pi ak kouch konpoze aliminyòm ki gen materyèl nanoaditif yo pi piti epi valè rezistans lan pi gwo. Valè rezistans kouch seramik ki gen nanotub kabòn ak kouch ki gen grafèn prèske menm, alòske estrikti kouch la ak nanotub kabòn ak materyèl konpoze grafèn yo amelyore anpil. Sa a se paske efè sinèjik nanotub kabòn inidimansyonèl ak grafèn bidimansyonèl amelyore rezistans materyèl la a korozyon.
Avèk ogmantasyon tan imèsyon an (19.5 èdtan), rezistans substrati ki pa kouvri a ogmante, sa ki endike ke li nan dezyèm etap korozyon an epi yon fim oksid metalik pwodui sou sifas substrati a. Menm jan an tou, avèk ogmantasyon tan an, rezistans kouch seramik aliminyòm pi a ogmante tou, sa ki endike ke nan moman sa a, byenke gen yon efè ralentisman kouch seramik la, elektwolit la penetre koòdone lyezon kouch/matris la, epi li pwodui yon fim oksid atravè reyaksyon chimik.
Konpare ak kouch aliminyòm ki gen 0.2% mwnt-cooh-sdbs, kouch aliminyòm ki gen 0.2% grafèn ak kouch aliminyòm ki gen 0.2% mwnt-cooh-sdbs ak 0.2% grafèn, rezistans kouch la diminye anpil avèk ogmantasyon tan, li diminye respektivman pa 22.94%, 25.60% ak 9.61%, sa ki endike ke elektwolit la pa t penetre nan jwenti ant kouch la ak substra a nan moman sa a. Sa a se paske estrikti nanotub kabòn yo ak grafèn nan bloke pénétration elektwolit la anba, kidonk pwoteje matris la. Efè sinèjik de yo verifye plis toujou. Kouch ki gen de nano materyèl yo gen pi bon rezistans kont korozyon.
Atravè koub Tafel la ak koub chanjman valè enpedans elektrik la, yo jwenn ke kouch seramik aliminyòm lan ak grafèn, nanotub kabòn ak melanj yo ka amelyore rezistans korozyon matris metal la, epi efè sinèjik de yo ka amelyore plis rezistans korozyon kouch seramik adezif la. Pou eksplore plis efè nanoaditif yo sou rezistans korozyon kouch la, yo te obsève mikwo mòfoloji sifas kouch la apre korozyon.
Soumèt
Figi 5 (A1, A2, B1, B2) montre mòfoloji sifas asye pur 304 ekspoze ak seramik aliminyòm pi kouvri ak diferan agrandisman apre korozyon. Figi 5 (A2) montre ke sifas la vin ki graj apre korozyon. Pou substra a ki pa kouvri, plizyè gwo twou korozyon parèt sou sifas la apre yo fin plonje l nan elektwolit, sa ki endike ke rezistans korozyon matris metal la ki pa kouvri a pòv epi elektwolit la fasil pou penetre nan matris la. Pou kouch seramik aliminyòm pi, jan yo montre nan Figi 5 (B2), byenke chanèl korozyon pore yo pwodui apre korozyon, estrikti relativman dans ak ekselan rezistans korozyon kouch seramik aliminyòm pi a bloke efektivman envazyon elektwolit la, sa ki eksplike rezon amelyorasyon efikas enpedans kouch seramik aliminyòm nan.
Soumèt
Mòfoloji sifas mwnt-cooh-sdbs, kouch ki gen 0.2% grafèn ak kouch ki gen 0.2% mwnt-cooh-sdbs ak 0.2% grafèn. Nou ka wè ke de kouch ki gen grafèn nan Figi 6 (B2 ak C2) yo gen yon estrikti plat, lyezon ant patikil yo nan kouch la sere, epi patikil agregasyon yo byen vlope pa adezif. Malgre ke sifas la erode pa elektwolit, mwens kanal porositë yo fòme. Apre korozyon, sifas kouch la dans epi gen kèk estrikti domaj. Pou Figi 6 (A1, A2), akòz karakteristik mwnt-cooh-sdbs yo, kouch la anvan korozyon an se yon estrikti porositë distribye inifòmman. Apre korozyon, porositë pati orijinal la vin etwat epi long, epi kanal la vin pi fon. Konpare ak Figi 6 (B2, C2), estrikti a gen plis domaj, ki konsistan avèk distribisyon gwosè valè enpedans kouch la ki jwenn nan tès korozyon elektwochimik la. Li montre ke kouch seramik aliminyòm ki gen grafèn, espesyalman melanj grafèn ak nanotub kabòn, gen pi bon rezistans korozyon an. Sa a se paske estrikti nanotub kabòn ak grafèn ka efektivman bloke difizyon fant lan epi pwoteje matris la.
5. Diskisyon ak rezime
Atravè tès rezistans korozyon nanotub kabòn ak aditif grafèn sou kouch seramik aliminyòm ak analiz mikwoestrikti sifas kouch la, konklizyon sa yo te tire:
(1) Lè tan korozyon an te 19 èdtan, lè yo te ajoute 0.2% nanotub kabòn ibrid + 0.2% kouch seramik aliminyòm melanje ak grafèn, dansite kouran korozyon an te ogmante soti nan 2.890 × 10-6 A / cm2 pou rive nan 1.536 × 10-6 A / cm2, enpedans elektrik la te ogmante soti nan 11388 Ω pou rive nan 28079 Ω, epi efikasite rezistans korozyon an te pi gwo a, 46.85%. Konpare ak kouch seramik aliminyòm pi, kouch konpoze ak grafèn ak nanotub kabòn nan gen pi bon rezistans korozyon.
(2) Avèk ogmantasyon tan imèsyon elektwolit la, elektwolit la penetre nan sifas jwenti kouch/substra a pou pwodui yon fim oksid metal, sa ki anpeche elektwolit la penetre nan substra a. Enpedans elektrik la diminye dabò epi answit ogmante, epi rezistans korozyon kouch seramik aliminyòm pi a pòv. Estrikti ak sinèji nanotub kabòn yo ak grafèn nan bloke pénétration elektwolit la anba. Lè yo tranpe l pandan 19.5 èdtan, enpedans elektrik kouch ki gen nanomateryèl la diminye respektivman pa 22.94%, 25.60% ak 9.61%, epi rezistans korozyon kouch la te bon.
6. Mekanis enfliyans rezistans korozyon kouch la
Atravè koub Tafel la ak koub chanjman valè enpedans elektrik la, yo jwenn ke kouch seramik aliminyòm lan ak grafèn, nanotub kabòn ak melanj yo ka amelyore rezistans korozyon matris metal la, epi efè sinèjik de yo ka amelyore plis rezistans korozyon kouch seramik adezif la. Pou eksplore plis efè nanoaditif yo sou rezistans korozyon kouch la, yo te obsève mikwo mòfoloji sifas kouch la apre korozyon.
Figi 5 (A1, A2, B1, B2) montre mòfoloji sifas asye pur 304 ekspoze ak seramik aliminyòm pi kouvri ak diferan agrandisman apre korozyon. Figi 5 (A2) montre ke sifas la vin ki graj apre korozyon. Pou substra a ki pa kouvri, plizyè gwo twou korozyon parèt sou sifas la apre yo fin plonje l nan elektwolit, sa ki endike ke rezistans korozyon matris metal la ki pa kouvri a pòv epi elektwolit la fasil pou penetre nan matris la. Pou kouch seramik aliminyòm pi, jan yo montre nan Figi 5 (B2), byenke chanèl korozyon pore yo pwodui apre korozyon, estrikti relativman dans ak ekselan rezistans korozyon kouch seramik aliminyòm pi a bloke efektivman envazyon elektwolit la, sa ki eksplike rezon amelyorasyon efikas enpedans kouch seramik aliminyòm nan.
Mòfoloji sifas mwnt-cooh-sdbs, kouch ki gen 0.2% grafèn ak kouch ki gen 0.2% mwnt-cooh-sdbs ak 0.2% grafèn. Nou ka wè ke de kouch ki gen grafèn nan Figi 6 (B2 ak C2) yo gen yon estrikti plat, lyezon ant patikil yo nan kouch la sere, epi patikil agregasyon yo byen vlope pa adezif. Malgre ke sifas la erode pa elektwolit, mwens kanal porositë yo fòme. Apre korozyon, sifas kouch la dans epi gen kèk estrikti domaj. Pou Figi 6 (A1, A2), akòz karakteristik mwnt-cooh-sdbs yo, kouch la anvan korozyon an se yon estrikti porositë distribye inifòmman. Apre korozyon, porositë pati orijinal la vin etwat epi long, epi kanal la vin pi fon. Konpare ak Figi 6 (B2, C2), estrikti a gen plis domaj, ki konsistan avèk distribisyon gwosè valè enpedans kouch la ki jwenn nan tès korozyon elektwochimik la. Li montre ke kouch seramik aliminyòm ki gen grafèn, espesyalman melanj grafèn ak nanotub kabòn, gen pi bon rezistans korozyon an. Sa a se paske estrikti nanotub kabòn ak grafèn ka efektivman bloke difizyon fant lan epi pwoteje matris la.
7. Diskisyon ak rezime
Atravè tès rezistans korozyon nanotub kabòn ak aditif grafèn sou kouch seramik aliminyòm ak analiz mikwoestrikti sifas kouch la, konklizyon sa yo te tire:
(1) Lè tan korozyon an te 19 èdtan, lè yo te ajoute 0.2% nanotub kabòn ibrid + 0.2% kouch seramik aliminyòm melanje ak grafèn, dansite kouran korozyon an te ogmante soti nan 2.890 × 10-6 A / cm2 pou rive nan 1.536 × 10-6 A / cm2, enpedans elektrik la te ogmante soti nan 11388 Ω pou rive nan 28079 Ω, epi efikasite rezistans korozyon an te pi gwo a, 46.85%. Konpare ak kouch seramik aliminyòm pi, kouch konpoze ak grafèn ak nanotub kabòn nan gen pi bon rezistans korozyon.
(2) Avèk ogmantasyon tan imèsyon elektwolit la, elektwolit la penetre nan sifas jwenti kouch/substra a pou pwodui yon fim oksid metal, sa ki anpeche elektwolit la penetre nan substra a. Enpedans elektrik la diminye dabò epi answit ogmante, epi rezistans korozyon kouch seramik aliminyòm pi a pòv. Estrikti ak sinèji nanotub kabòn yo ak grafèn nan bloke pénétration elektwolit la anba. Lè yo tranpe l pandan 19.5 èdtan, enpedans elektrik kouch ki gen nanomateryèl la diminye respektivman pa 22.94%, 25.60% ak 9.61%, epi rezistans korozyon kouch la te bon.
(3) Akòz karakteristik nanotub kabòn yo, kouch ki ajoute ak nanotub kabòn poukont li a gen yon estrikti pore ki distribye inifòmman anvan korozyon. Apre korozyon, porositë pati orijinal la vin etwat epi long, epi kanal yo vin pi fon. Kouch ki gen grafèn nan gen yon estrikti plat anvan korozyon, konbinezon ant patikil yo nan kouch la sere, epi patikil agregasyon yo byen vlope pa adezif. Malgre ke sifas la erode pa elektwolit apre korozyon, gen kèk kanal porositë epi estrikti a toujou dans. Estrikti nanotub kabòn yo ak grafèn nan ka bloke pwopagasyon krak la efektivman epi pwoteje matris la.
Lè piblikasyon an: 9 Mas 2022