1. Amadekirina pêçandinê
Ji bo hêsankirina ceribandina elektroşîmyayî ya paşîn, pola zengarnegir a 30 mm × 4 mm 304 wekî bingeh tê hilbijartin. Çîna oksîdê ya mayî û lekeyên zengarê li ser rûyê substratê bi kaxizê şûştinê paqij bikin û jê bikin, wan têxin qedehek ku aseton tê de heye, lekeyên li ser rûyê substratê bi paqijkera ultrasonîk bg-06c ya şîrketa elektronîkî ya Bangjie ji bo 20 hûrdeman derman bikin, bermahiyên li ser rûyê substrata metalî bi alkol û ava distîlkirî jê bikin, û bi bayê hişk bikin. Piştre, alumîna (Al2O3), grafîn û nanotuba karbonê ya hîbrîd (mwnt-coohsdbs) bi rêjeya (100: 0: 0, 99.8: 0.2: 0, 99.8: 0: 0.2, 99.6: 0.2: 0.2) hatin amadekirin, û ji bo hûrkirin û tevlihevkirina gogan hatin xistin nav aşê gogê (qm-3sp2 ya kargeha amûran a Nanjing NANDA). Leza zivirîna aşê topê li 220 R/min hate danîn, û aşê topê hate zivirandin
Piştî frezkirina topan, leza zivirîna tanka frezkirina topan piştî ku frezkirina topan qediya, bi dorê li ser 1/2 bicîh bikin, û piştî ku frezkirina topan qediya, leza zivirîna tanka frezkirina topan bi dorê li ser 1/2 bicîh bikin. Agregata seramîk a frezkirî û madeya girêdanê li gorî rêjeya girseyî ya 1.0 ∶ 0.8 bi rengek wekhev têne tevlihev kirin. Di dawiyê de, pêça seramîk a zeliqok bi pêvajoya hişkkirinê hate bidestxistin.
2. Testa korozyonê
Di vê lêkolînê de, ceribandina korozyona elektroşîmyayî li gorî stasyona kar a elektroşîmyayî ya Shanghai Chenhua chi660e tê bikaranîn, û ceribandin pergala ceribandina sê elektrodan dipejirîne. Elektroda platîn elektroda alîkar e, elektroda klorîda zîv elektroda referansê ye, û nimûneya pêçayî elektroda xebatê ye, bi rûbera rûbirûbûna bi bandor a 1cm2. Elektroda referansê, elektroda xebatê û elektroda alîkar di şaneya elektrolîzê de bi amûrê ve girêdin, wekî ku di Wêne 1 û 2 de tê xuyang kirin. Berî ceribandinê, nimûneyê di elektrolîtê de, ku çareseriya NaCl ya 3,5% e, bihelînin.
3. Analîza Tafel a korozyona elektroşîmyayî ya pêçanan
Şekil 3 xêza Tafel a substrata bê pêç û pêçandina seramîk a ku bi nano lêzêdekirinên cûda piştî korozyona elektroşîmyayî ya 19 demjimêran hatiye pêçandin nîşan dide. Daneyên testa voltaja korozyonê, tîrbûna herika korozyonê û împedansa elektrîkê yên ku ji testa korozyona elektroşîmyayî hatine bidestxistin di Tabloya 1 de têne nîşandan.
Nermijîn
Dema ku dendika herika korozyonê piçûktir be û karîgeriya berxwedana korozyonê bilindtir be, bandora berxwedana korozyonê ya pêçanê çêtir e. Ji Şekil 3 û Tabloya 1-ê tê dîtin ku dema korozyonê 19 demjimêr be, voltaja korozyonê ya herî zêde ya matrîksa metalê ya tazî -0.680 V ye, û dendika herika korozyonê ya matrîksê jî ya herî mezin e, digihîje 2.890 × 10-6 A/cm2. Dema ku bi pêçana seramîk a alumînaya saf tê pêçan, dendika herika korozyonê daket %78 û PE bû %22.01. Ev nîşan dide ku pêçana seramîk rolek parastinê ya çêtir dilîze û dikare berxwedana korozyonê ya pêçanê di elektrolîta bêalî de baştir bike.
Dema ku %0,2 mwnt-cooh-sdbs an %0,2 grafîn li pêçê hat zêdekirin, tîrbûna herika korozyonê kêm bû, berxwedan zêde bû, û berxwedana korozyonê ya pêçê bêtir baştir bû, bi PE ya bi rêzê ve %38,48 û %40,10. Dema ku rûber bi pêçêkirina alumînaya tevlihev a grafînê ya %0,2 mwnt-cooh-sdbs û %0,2 grafînê tê pêçandin, herika korozyonê ji 2,890 × 10-6 A / cm2 bêtir kêm dibe heta 1,536 × 10-6 A / cm2, nirxa berxwedana herî zêde, ji 11388 Ω zêde dibe heta 28079 Ω, û PE ya pêçê dikare bigihîje %46,85. Ev nîşan dide ku berhema hedef a amadekirî xwedî berxwedana korozyonê ya baş e, û bandora sînerjîk a nanolûbên karbonê û grafînê dikare bi bandor berxwedana korozyonê ya pêçê seramîk baştir bike.
4. Bandora dema şilbûnê li ser berxwedana pêçanê
Ji bo ku berxwedana korozyonê ya pêçanê bêtir were lêkolînkirin, bi berçavgirtina bandora dema binavbûna nimûneyê di elektrolîtê de li ser ceribandinê, xêzên guherîna berxwedana çar pêçanan di demên binavbûna cuda de têne bidestxistin, wekî ku di Wêne 4 de tê nîşandan.
Nermijîn
Di qonaxa destpêkê ya binavbûnê de (10 demjimêr), ji ber dendik û avahiya baş a pêçanê, elektrolît zehmet e ku bikeve nav pêçanê. Di vê demê de, pêçana seramîk berxwedanek bilind nîşan dide. Piştî demekê di nav avê de hiştinê, berxwedan bi girîngî kêm dibe, ji ber ku bi derbasbûna demê re, elektrolît hêdî hêdî kanalek korozyonê di nav qul û şikestinên pêçanê re çêdike û dikeve nav matrîksê, di encamê de berxwedana pêçanê bi girîngî kêm dibe.
Di qonaxa duyemîn de, dema ku berhemên korozyonê digihîjin rêjeyek diyarkirî, belavbûn tê astengkirin û valahî hêdî hêdî tê astengkirin. Di heman demê de, dema ku elektrolît dikeve nav rûbera girêdanê ya qata jêrîn a girêdanê / matrîksê, molekulên avê dê bi hêmana Fe ya di matrîksê de li girêdana pêçandin / matrîksê re reaksiyon bikin da ku fîlimek oksîda metalê ya zirav çêbikin, ku rê li ber derbasbûna elektrolîtê nav matrîksê digire û nirxa berxwedanê zêde dike. Dema ku matrîksa metalê ya tazî bi awayekî elektrokîmyayî korozyon dibe, piraniya barîna flokulent a kesk li binê elektrolîtê çêdibe. Çareseriya elektrolîtîk dema ku nimûneya pêçayî elektrolîz dike reng neguheriye, ku dikare hebûna reaksiyona kîmyewî ya jorîn îspat bike.
Ji ber dema kurt a şilbûnê û faktorên bandora derveyî yên mezin, ji bo ku têkiliya guherîna rast a parametreyên elektroşîmyayî bêtir were bidestxistin, xêzên Tafel ên 19 demjimêran û 19.5 demjimêran têne analîzkirin. Tîrbûna herika korozyonê û berxwedana ku ji hêla nermalava analîza zsimpwin ve hatî bidestxistin di Tabloya 2-an de têne nîşandan. Dikare were dîtin ku dema ku 19 demjimêran tê şilkirin, li gorî substrata tazî, tîrbûna herika korozyonê ya alumînaya saf û pêça kompozît a alumînayê ya ku materyalên nano lêzêdekirinê dihewîne piçûktir e û nirxa berxwedanê mezintir e. Nirxa berxwedanê ya pêça seramîk a ku nanolûleyên karbonê dihewîne û pêça ku grafînê dihewîne hema hema yek e, di heman demê de avahiya pêçê bi nanolûleyên karbonê û materyalên kompozît ên grafînê bi girîngî tê zêdekirin. Ev ji ber ku bandora sînerjîk a nanolûleyên karbonê yên yek-alî û grafîna du-alî berxwedana korozyonê ya materyalê baştir dike.
Bi zêdebûna dema îsotandinê (19.5 h), berxwedana substrata tazî zêde dibe, ku nîşan dide ku ew di qonaxa duyemîn a korozyonê de ye û fîlma oksîda metalê li ser rûyê substratê çêdibe. Bi heman awayî, bi zêdebûna demê re, berxwedana pêçandina seramîk a alumînaya saf jî zêde dibe, ku nîşan dide ku di vê demê de, her çend bandora hêdîbûna pêçandina seramîk hebe jî, elektrolît ketiye nav rûbera girêdana pêçandin/matrîksê, û bi rêya reaksiyona kîmyewî fîlma oksîdê çêkiriye.
Li gorî pêça alumînayê ya ku %0,2 mwnt-cooh-sdbs tê de heye, pêça alumînayê ya ku %0,2 grafîn tê de heye û pêça alumînayê ya ku %0,2 mwnt-cooh-sdbs û %0,2 grafîn tê de heye, berxwedana pêçê bi zêdebûna demê re bi girîngî kêm bûye, bi rêzê ve %22,94, %25,60 û %9,61 kêm bûye, ev yek nîşan dide ku elektrolît di vê demê de neketiye nav girêdana di navbera pêçandin û substratê de. Ev ji ber ku avahiya nanolûleyên karbonê û grafînê rê li ber derbasbûna elektrolîtê ber bi jêr ve digire, bi vî rengî matrîksê diparêze. Bandora hevnerî ya herduyan jî bêtir tê piştrast kirin. Pêça ku du nanomateryal tê de hene berxwedana korozyonê ya çêtir heye.
Bi rêya xêza Tafel û xêza guherîna nirxa împedansa elektrîkê, tê dîtin ku pêçandina seramîk a alumînayê bi grafînê, nanolûleyên karbonê û tevliheviya wan dikare berxwedana korozyonê ya matrîksa metalî baştir bike, û bandora hevnerî ya herduyan dikare berxwedana korozyonê ya pêçandina seramîk a zeliqok hîn baştir bike. Ji bo ku bandora lêzêdekirina nano li ser berxwedana korozyonê ya pêçandinê bêtir were lêkolîn kirin, morfolojiya rûbera mîkro ya pêçandinê piştî korozyonê hate çavdêrî kirin.
Nermijîn
Wêneya 5 (A1, A2, B1, B2) morfolojiya rûyê pola zengarnegir a 304-a vekirî û seramîkên alumina saf ên pêçayî piştî korozyonê di mezinbûnên cûda de nîşan dide. Wêneya 5 (A2) nîşan dide ku rû piştî korozyonê hişk dibe. Ji bo substrata tazî, çend çalên korozyonê yên mezin piştî binavbûna di elektrolîtê de li ser rûyê xuya dibin, ku nîşan dide ku berxwedana korozyonê ya matrîksa metalê tazî xirab e û elektrolît bi hêsanî dikeve nav matrîksê. Ji bo pêçandina seramîk a alumina saf, wekî ku di Wêneya 5 (B2) de tê xuyang kirin, her çend kanalên korozyonê yên poroz piştî korozyonê çêdibin jî, avahiya nisbeten tîr û berxwedana korozyonê ya hêja ya pêçandina seramîk a alumina saf bi bandor dagirkirina elektrolîtê asteng dike, ku sedema başbûna bi bandor a berxwedana pêçandina seramîk a alumina rave dike.
Nermijîn
Morfolojiya rûyê mwnt-cooh-sdbs, pêçanên ku %0.2 grafînê dihewînin û pêçanên ku %0.2 mwnt-cooh-sdbs û %0.2 grafînê dihewînin. Diyar e ku her du pêçanên ku grafînê dihewînin di Wêne 6 (B2 û C2) de avahiyek dûz heye, girêdana di navbera perçeyên di pêçanê de teng e, û perçeyên kombûyî bi pêveka zeliqok ve bi hişkî hatine pêçandin. Her çend rû ji hêla elektrolîtê ve hatibe xirakirin jî, kanalên porê kêmtir çêdibin. Piştî korozyonê, rûyê pêçanê zirav e û avahiyên kêm kêm hene. Ji bo Wêne 6 (A1, A2), ji ber taybetmendiyên mwnt-cooh-sdbs, pêçan berî korozyonê avahiyek poroz a bi rengek yekreng belavkirî ye. Piştî korozyonê, porên beşa orîjînal teng û dirêj dibin, û kanal kûrtir dibe. Li gorî Wêne 6 (B2, C2), avahî xwedî kêmasiyên bêtir e, ku ev yek bi belavkirina mezinahiya nirxa împedansa pêçanê ya ku ji ceribandina korozyona elektroşîmyayî hatî bidestxistin re lihevhatî ye. Ev nîşan dide ku pêça seramîk a alumînayê ya ku grafînê dihewîne, bi taybetî tevliheviya grafînê û nanolûbeya karbonê, xwedî berxwedana herî baş a li hember korozyonê ye. Ev ji ber ku avahiya nanolûbeya karbonê û grafînê dikare bi bandor belavbûna şikestinê asteng bike û matrîksê biparêze.
5. Gotûbêj û kurtasî
Bi rêya ceribandina berxwedana korozyonê ya nanolûleyên karbonê û lêzêdekirina grafînê li ser pêça seramîk a alumînayê û analîzkirina mîkroavahîya rûyê pêçê, encamên jêrîn têne derxistin:
(1) Dema ku dema korozyonê 19 saet bû, bi zêdekirina pêçandina seramîk a alumînaya alumînaya alumînaya alumînaya alumînaya hîbrîd a %0,2% + grafîna tevlihev a %0,2%, dendika herika korozyonê ji 2,890 × 10-6 A/cm2 zêde bû heta 1,536 × 10-6 A/cm2, împedansa elektrîkê ji 11388 Ω zêde bû heta 28079 Ω, û karîgeriya berxwedana korozyonê ya herî mezin e, %46,85. Li gorî pêçandina seramîk a alumînaya saf, pêçandina kompozît a bi grafîn û nanolûleyên karbonê berxwedana korozyonê ya çêtir heye.
(2) Bi zêdebûna dema avêtinê ya elektrolîtê re, elektrolît dikeve nav rûyê hevbeş ê pêçandin/binemayê û fîlma oksîda metal çêdike, ku rê li ber derbasbûna elektrolîtê nav binemayê digire. Împedansa elektrîkê pêşî kêm dibe û dû re zêde dibe, û berxwedana korozyonê ya pêçandina seramîk a alumînaya saf xirab e. Avahî û sinerjiya nanolûleyên karbonê û grafînê rê li ber derbasbûna elektrolîtê ber bi jêr ve girt. Dema ku 19.5 demjimêran hat şilkirin, împedansa elektrîkê ya pêçandina ku nanomateryal tê de hene bi rêzê ve %22.94, %25.60 û %9.61 kêm bû, û berxwedana korozyonê ya pêçandinê baş bû.
6. Mekanîzmaya bandorê ya berxwedana korozyonê ya pêçanê
Bi rêya xêza Tafel û xêza guherîna nirxa împedansa elektrîkê, tê dîtin ku pêçandina seramîk a alumînayê bi grafînê, nanolûleyên karbonê û tevliheviya wan dikare berxwedana korozyonê ya matrîksa metalî baştir bike, û bandora hevnerî ya herduyan dikare berxwedana korozyonê ya pêçandina seramîk a zeliqok hîn baştir bike. Ji bo ku bandora lêzêdekirina nano li ser berxwedana korozyonê ya pêçandinê bêtir were lêkolîn kirin, morfolojiya rûbera mîkro ya pêçandinê piştî korozyonê hate çavdêrî kirin.
Wêneya 5 (A1, A2, B1, B2) morfolojiya rûyê pola zengarnegir a 304-a vekirî û seramîkên alumina saf ên pêçayî piştî korozyonê di mezinbûnên cûda de nîşan dide. Wêneya 5 (A2) nîşan dide ku rû piştî korozyonê hişk dibe. Ji bo substrata tazî, çend çalên korozyonê yên mezin piştî binavbûna di elektrolîtê de li ser rûyê xuya dibin, ku nîşan dide ku berxwedana korozyonê ya matrîksa metalê tazî xirab e û elektrolît bi hêsanî dikeve nav matrîksê. Ji bo pêçandina seramîk a alumina saf, wekî ku di Wêneya 5 (B2) de tê xuyang kirin, her çend kanalên korozyonê yên poroz piştî korozyonê çêdibin jî, avahiya nisbeten tîr û berxwedana korozyonê ya hêja ya pêçandina seramîk a alumina saf bi bandor dagirkirina elektrolîtê asteng dike, ku sedema başbûna bi bandor a berxwedana pêçandina seramîk a alumina rave dike.
Morfolojiya rûyê mwnt-cooh-sdbs, pêçanên ku %0.2 grafînê dihewînin û pêçanên ku %0.2 mwnt-cooh-sdbs û %0.2 grafînê dihewînin. Diyar e ku her du pêçanên ku grafînê dihewînin di Wêne 6 (B2 û C2) de avahiyek dûz heye, girêdana di navbera perçeyên di pêçanê de teng e, û perçeyên kombûyî bi pêveka zeliqok ve bi hişkî hatine pêçandin. Her çend rû ji hêla elektrolîtê ve hatibe xirakirin jî, kanalên porê kêmtir çêdibin. Piştî korozyonê, rûyê pêçanê zirav e û avahiyên kêm kêm hene. Ji bo Wêne 6 (A1, A2), ji ber taybetmendiyên mwnt-cooh-sdbs, pêçan berî korozyonê avahiyek poroz a bi rengek yekreng belavkirî ye. Piştî korozyonê, porên beşa orîjînal teng û dirêj dibin, û kanal kûrtir dibe. Li gorî Wêne 6 (B2, C2), avahî xwedî kêmasiyên bêtir e, ku ev yek bi belavkirina mezinahiya nirxa împedansa pêçanê ya ku ji ceribandina korozyona elektroşîmyayî hatî bidestxistin re lihevhatî ye. Ev nîşan dide ku pêça seramîk a alumînayê ya ku grafînê dihewîne, bi taybetî tevliheviya grafînê û nanolûbeya karbonê, xwedî berxwedana herî baş a li hember korozyonê ye. Ev ji ber ku avahiya nanolûbeya karbonê û grafînê dikare bi bandor belavbûna şikestinê asteng bike û matrîksê biparêze.
7. Gotûbêj û kurtasî
Bi rêya ceribandina berxwedana korozyonê ya nanolûleyên karbonê û lêzêdekirina grafînê li ser pêça seramîk a alumînayê û analîzkirina mîkroavahîya rûyê pêçê, encamên jêrîn têne derxistin:
(1) Dema ku dema korozyonê 19 saet bû, bi zêdekirina pêçandina seramîk a alumînaya alumînaya alumînaya alumînaya alumînaya hîbrîd a %0,2% + grafîna tevlihev a %0,2%, dendika herika korozyonê ji 2,890 × 10-6 A/cm2 zêde bû heta 1,536 × 10-6 A/cm2, împedansa elektrîkê ji 11388 Ω zêde bû heta 28079 Ω, û karîgeriya berxwedana korozyonê ya herî mezin e, %46,85. Li gorî pêçandina seramîk a alumînaya saf, pêçandina kompozît a bi grafîn û nanolûleyên karbonê berxwedana korozyonê ya çêtir heye.
(2) Bi zêdebûna dema avêtinê ya elektrolîtê re, elektrolît dikeve nav rûyê hevbeş ê pêçandin/binemayê û fîlma oksîda metal çêdike, ku rê li ber derbasbûna elektrolîtê nav binemayê digire. Împedansa elektrîkê pêşî kêm dibe û dû re zêde dibe, û berxwedana korozyonê ya pêçandina seramîk a alumînaya saf xirab e. Avahî û sinerjiya nanolûleyên karbonê û grafînê rê li ber derbasbûna elektrolîtê ber bi jêr ve girt. Dema ku 19.5 demjimêran hat şilkirin, împedansa elektrîkê ya pêçandina ku nanomateryal tê de hene bi rêzê ve %22.94, %25.60 û %9.61 kêm bû, û berxwedana korozyonê ya pêçandinê baş bû.
(3) Ji ber taybetmendiyên nanolûleyên karbonê, pêça ku bi tenê nanolûleyên karbonê tê zêdekirin berî korozyonê xwedî avahiyek poroz a yekreng belavbûyî ye. Piştî korozyonê, kunên beşa orîjînal teng û dirêj dibin, û kanal kûrtir dibin. Pêça ku grafînê dihewîne berî korozyonê xwedî avahiyek daîre ye, têkiliya di navbera perçeyên di pêçê de nêzîk e, û perçeyên kombûyî bi zexmî bi zeliqê ve têne pêçandin. Her çend rû piştî korozyonê ji hêla elektrolîtê ve were xirakirin jî, kanalên kunên hindik hene û avahî hîn jî zexm e. Avahiya nanolûleyên karbonê û grafînê dikare bi bandor belavbûna şikestinê asteng bike û matrîksê biparêze.
Dema şandinê: Adar-09-2022