1. Каптоо даярдоо
Кийинчерээк электрохимиялык сыноону жеңилдетүү үчүн негиз катары 30 мм × 4 мм 304 дат баспас болоттон тандалат. Субстраттын бетиндеги калдык оксид катмарын жана дат тактарын жылтыратыңыз жана жылтыр кагаз менен алып салыңыз, аларды ацетон бар стаканга салыңыз, субстраттын бетиндеги тактарды Bangjie electronics компаниясынын bg-06c ультраүн тазалоочу каражаты менен 20 мүнөт тазалаңыз, металлдын бетиндеги эскирилген калдыктарды тазалап, спирт менен кургатып, дистилденген суу менен сүртүңүз. Андан кийин пропорцияда (100: 0: 0, 99,8: 0,2: 0, 99,8: 0: 0,2, 99,6: 0,2: 0,2 миллилитр) алюминий оксиди (Al2O3), графен жана гибриддик көмүртек нанотүтүктөрү (mwnt-coohsdbs) даярдалган жана NANDA приборлор заводу) шарларды фрезерлөө жана аралаштыруу үчүн. Шар тегирменинин айлануу ылдамдыгы 220 R/мин деп коюлду, ал эми шар тегирмени бурулду
Шартуу фрезерден кийин, шариктүү фрезерлөөчү резервуардын айлануу ылдамдыгын шариктүү фрезерлөө аяктагандан кийин кезектешип 1/2 кылып коюңуз, ал эми шариктүү фрезерлөө аяктагандан кийин, шариктүү фрезердик резервуардын айлануу ылдамдыгын кезектешип 1/2 кылып коюңуз. Шар тегирмен керамикалык агрегат жана бириктиргич 1,0 ∶ 0,8 масса үлүшүнө ылайык бирдей аралаштырылат. Акыр-аягы, жабышчаак керамикалык каптоо айыктыруу жолу менен алынган.
2. Коррозияга каршы сыноо
Бул изилдөөдө, электрохимиялык коррозия сыноо Шанхай Chenhua chi660e электрохимиялык жумушчу бекети, жана сыноо үч электрод сыноо системасын кабыл алат. Платина электрод жардамчы электрод болуп саналат, күмүш күмүш хлориди электрод шилтеме электрод болуп саналат, жана капталган үлгү 1cm2 натыйжалуу экспозиция аянты менен жумушчу электрод болуп саналат. Эталондук электродду, жумушчу электродду жана электролиттик уячадагы көмөкчү электродду 1 жана 2-сүрөттө көрсөтүлгөндөй прибор менен туташтырыңыз. Сыноонун алдында үлгүнү 3,5% NaCl эритмеси болгон электролитке чылап коюңуз.
3. Каптамалардын электрохимиялык коррозиясынын тафельдик анализи
3-сүрөттө 19 саат бою электрохимиялык коррозиядан кийин ар кандай нанокошумчалар менен капталган капталбаган субстраттын жана керамикалык каптаманын Tafel ийри сызыгы көрсөтүлгөн. Коррозияга чыңалуу, коррозия токунун тыгыздыгы жана электрохимиялык коррозия сыноосунан алынган электрдик импеданс сыноо маалыматтары 1-таблицада көрсөтүлгөн.
Тапшыруу
Коррозия токунун тыгыздыгы азыраак жана коррозияга каршы натыйжалуулугу жогору болгондо, каптаманын коррозияга каршылык эффектиси жакшыраак болот. 3-сүрөттөн жана 1-таблицадан көрүнүп тургандай, коррозия убактысы 19 саат болгондо, жылаңач металл матрицанын коррозияга каршы максималдуу чыңалуусу -0,680 В, ал эми матрицанын коррозия токунун тыгыздыгы да эң чоң болуп, 2,890 × 10-6 А/см2 ге жетет. 78% жана PE 22,01% түздү. Бул керамикалык каптоо жакшыраак коргоочу ролду ойноорун жана нейтралдуу электролиттеги каптаманын коррозияга туруктуулугун жакшыртаарын көрсөтүп турат.
Каптоого 0,2% mwnt-cooh-sdbs же 0,2% графен кошулганда, коррозия токунун тыгыздыгы азайып, каршылык жогорулаган жана жабуунун коррозияга туруктуулугу андан ары жакшырып, ПЭ 38,48% жана 40,10% түзгөн. Бети 0,2% mwnt-cooh-sdbs жана 0,2% графен аралаш алюминий оксиди менен капталганда, коррозия агымы андан ары 2,890 × 10-6 А / см2ден 1,536 × 10-6 А / см2 ге чейин төмөндөйт, максималдуу каршылык мааниси, 1138 Ω 0 Ω 0 дан көбөйгөн. каптоо 46,85% жетиши мүмкүн. Бул даярдалган максаттуу продукт жакшы коррозияга туруктуулугун жана көмүртек нанотүтүкчөлөрүнүн жана графендин синергетикалык эффекти керамикалык каптаманын коррозияга туруктуулугун натыйжалуу жакшыртаарын көрсөтүп турат.
4. Чылоо убактысынын каптоо импедансына тийгизген таасири
Каптаманын коррозияга туруктуулугун андан ары изилдөө үчүн үлгүнүн электролитке чөмүлүү убактысынын сыноого тийгизген таасирин эске алуу менен, 4-сүрөттө көрсөтүлгөндөй, ар кандай чөмүлүү убактысында төрт жабуунун каршылыгынын өзгөрүү ийри сызыктары алынат.
Тапшыруу
Чөмүлүүнүн баштапкы стадиясында (10 ч) жабуунун тыгыздыгы жана структурасы жакшы болгондуктан, электролит каптамага батыруу кыйынга турат. Бул учурда керамикалык каптоо жогорку каршылык көрсөтөт. Убакыттын өтүшү менен электролит каптоодогу тешикчелер жана жаракалар аркылуу акырындык менен коррозия каналын пайда кылып, матрицага кирип, натыйжада каптаманын каршылыгы бир кыйла төмөндөйт.
Экинчи этапта коррозия продуктулары белгилүү бир өлчөмдө көбөйгөндө диффузия жабылып, боштук акырындык менен жабылат. Ошол эле учурда, электролит бириктирүүчү ылдыйкы катмардын / матрицанын байланыш интерфейсине киргенде, суунун молекулалары матрицадагы Fe элементи менен каптоо/матрицанын кошулушунда жука металл оксид пленкасын пайда кылуу үчүн реакцияга кирет, бул электролиттин матрицага киришине тоскоолдук кылат жана каршылыктын маанисин жогорулатат. Жылаңач металл матрицасы электрохимиялык коррозияга учураганда, жашыл флокуленттүү жаан-чачындын көбү электролиттин түбүндө пайда болот. Электролиттик эритме капталган үлгүнү электролиздегенде өңүн өзгөрткөн эмес, бул жогорудагы химиялык реакциянын бар экендигин далилдей алат.
Чыгуу убактысынын кыскалыгынан жана тышкы таасирдин чоң факторлорунан улам, электрохимиялык параметрлердин өзгөрүшүнүн так байланышын андан ары алуу үчүн 19 саат жана 19,5 сааттык Тафель ийри сызыктары талданат. Zsimpwin талдоо программасы менен алынган коррозия токунун тыгыздыгы жана каршылыгы 2-таблицада көрсөтүлгөн. Бул жылаңач субстрат менен салыштырганда 19 саатка чыланганда нанокошумча материалдарды камтыган таза глинозем жана глинозем композициясынын коррозия токунун тыгыздыгы азыраак жана каршылыктын мааниси чоңураак. Көмүртек нанотүтүкчөлөрүн жана графенди камтыган жабуунун каршылык мааниси дээрлик бирдей, ал эми көмүртек нанотүтүкчөлөрү жана графен композиттик материалдары менен каптоо түзүмү кыйла жакшырды, Мунун себеби бир өлчөмдүү көмүртек нанотүтүкчөлөрүнүн жана эки өлчөмдүү графендин синергетикалык таасири материалдын коррозияга туруктуулугун жакшыртат.
Сууга түшүү убактысынын (19,5 саат) көбөйүшү менен жылаңач субстраттын каршылыгы жогорулайт, бул коррозиянын экинчи этабында экендигин жана субстраттын бетинде металл оксидинин пленкасы пайда болгонун көрсөтөт. Ошо сыяктуу эле, убакыттын өсүшү менен, таза глинозем керамикалык каптаманын каршылыгы да жогорулайт, бул учурда керамикалык каптоонун жайлатуучу эффектиси бар болсо да, электролит каптоо / матрицанын байланыш интерфейсине кирип, химиялык реакция аркылуу оксид пленкасы пайда болгонун көрсөтөт.
0,2% mwnt-cooh-sdbs камтыган глинозем жабуу, 0,2% графен жана 0,2% mwnt-cooh-sdbs камтыган глинозем жабуу жана 0,2% графен камтыган глинозем менен салыштырганда, каптоо каршылыгы убакыттын өсүшү менен бир кыйла азайган, 22,5% га азайган. 9,61% тиешелүүлүгүнө жараша, электролит бул учурда каптоо жана субстрат ортосундагы биргелешкен кирип жок экенин көрсөтүп турат, Бул көмүртек нанотүтүкчөлөрүнүн жана graphene түзүлүшү электролиттин ылдый киришине бөгөт коюп, ошентип, матрицаны коргойт. Экөөнүн синергетикалык таасири дагы текшерилет. Эки нано материалды камтыган каптоо коррозияга жакшы туруштук берет.
Tafel ийри сызыгы жана электрдик импеданстын маанисинин өзгөрүү ийри сызыгы аркылуу графен, көмүртек нанотүтүкчөлөрү жана алардын аралашмасы менен глинозем керамикалык каптоо металл матрицанын коррозияга туруктуулугун жакшыртат жана экөөнүн синергетикалык таасири жабышчаак керамикалык каптаманын коррозияга туруктуулугун андан ары жакшыртышы мүмкүн. Нанокошумчалардын каптаманын коррозияга туруктуулугуна тийгизген таасирин андан ары изилдөө максатында, коррозиядан кийинки каптаманын микро беттик морфологиясы байкалган.
Тапшыруу
5-сүрөт (A1, A2, B1, B2) ачык 304 дат баспас болоттон жасалган жана капталган таза глинозем керамикасынын коррозиядан кийин ар кандай чоңойтуудагы беттик морфологиясын көрсөтөт. 5-сүрөт (A2) коррозиядан кийинки беттин орой болуп калганын көрсөтүп турат. Жылаңач субстрат үчүн электролитке чөмүлгөндөн кийин бетинде бир нече чоң коррозия чуңкурлары пайда болот, бул жылаңач металл матрицанын коррозияга туруктуулугу начар экендигин жана электролит матрицага оңой кире тургандыгын көрсөтөт. Таза глинозем керамикалык каптоо үчүн, 5-сүрөттө (B2) көрсөтүлгөндөй, дат баскандан кийин тешиктүү коррозия каналдары пайда болсо да, таза глиноземикалык керамикалык каптаманын салыштырмалуу тыгыз түзүлүшү жана коррозияга мыкты туруктуулугу электролиттин басып киришине натыйжалуу бөгөт коёт, бул глиноземикалык керамикалык каптаманын импедансын натыйжалуу жакшыртуунун себебин түшүндүрөт.
Тапшыруу
mwnt-cooh-sdbs беттик морфологиясы, 0,2% графенди камтыган каптоо жана 0,2% mwnt-cooh-sdbs жана 0,2% графенди камтыган каптамалар. 6-сүрөттө (B2 жана C2) графенди камтыган эки каптама жалпак түзүлүшкө ээ, каптамадагы бөлүкчөлөрдүн ортосундагы байланыш бекем жана агрегаттык бөлүкчөлөр жабышчаак менен бекем оролгондугун көрүүгө болот. Бети электролит менен эрозияланганы менен тешикче каналдар азыраак пайда болот. Коррозиядан кийин каптоо бети тыгыз болуп, кемчиликтүү структуралар аз болот. 6-сүрөт (A1, A2) үчүн mwnt-cooh-sdbs мүнөздөмөлөрүнөн улам, коррозияга чейинки каптоо бир калыпта таралган көзөнөктүү структура болуп саналат. Коррозиядан кийин баштапкы бөлүктүн тешикчелери тар жана узун болуп, канал тереңдейт. 6-сүрөт менен салыштырганда (B2, C2) структурада көп кемчиликтер бар, бул электрохимиялык коррозияга каршы сыноодон алынган каптоо импеданстын чоңдуктун бөлүштүрүлүшүнө шайкеш келет. Бул графен камтыган глинозем керамикалык каптоо, өзгөчө графен жана көмүртек нанотүтүк аралашмасы, коррозияга эң жакшы каршылыкка ээ экенин көрсөтүп турат. Себеби, көмүртек нанотүтүкчөлөрүнүн жана графендин түзүлүшү жаракалардын диффузиясын эффективдүү бөгөттөп, матрицаны коргой алат.
5. Талкуу жана жыйынтыктоо
Көмүртек нанотүтүкчөлөрүнүн жана графен кошумчаларынын глиноземикалык керамикалык каптоодогу коррозияга туруктуулугун текшерүү жана жабуунун беттик микроструктурасын талдоо аркылуу төмөнкүдөй жыйынтыктар чыгарылат:
(1) Коррозия убактысы 19 саат болгондо, 0,2% гибриддик көмүртек нанотүтүкчөсүн + 0,2% графен аралашма материалдан глиноземанын керамикалык каптоосун кошуп, коррозия токунун тыгыздыгы 2,890 × 10-6 А / см2ден 1,536 × 10-6 А / см2 ге чейин көбөйдү, таасири 1,536 × 10-6 А / см8ге көбөйдү. Ω дан 28079 Омга чейин, ал эми коррозияга каршы натыйжалуулугу эң чоң, 46,85%. Таза глинозем керамикалык каптоо менен салыштырганда, графен жана көмүртек нанотүтүкчөлөрү менен композиттик каптоо коррозияга туруктуулугуна ээ.
(2) Электролиттин чөмүлүү убактысынын көбөйүшү менен электролит каптоо/субстраттын биргелешкен бетине кирип, металл оксид пленкасын пайда кылат, бул электролиттин субстраттын ичине киришине тоскоол болот. Электрдик импеданс адегенде азайып, анан көбөйөт, ал эми таза глинозем керамикалык каптаманын коррозияга туруктуулугу начар. Көмүртек нанотүтүкчөлөрүнүн жана графендин түзүлүшү жана синергиясы электролиттин ылдый карай киришине тоскоол болгон. 19,5 саатка чыланганда, нано материалдарды камтыган каптаманын электрдик импедансы тиешелүүлүгүнө жараша 22,94%, 25,60% жана 9,61% азайып, каптаманын коррозияга туруктуулугу жакшы болгон.
6. Каптоо коррозияга туруктуулугунун таасир этүү механизми
Tafel ийри сызыгы жана электрдик импеданстын маанисинин өзгөрүү ийри сызыгы аркылуу графен, көмүртек нанотүтүкчөлөрү жана алардын аралашмасы менен глинозем керамикалык каптоо металл матрицанын коррозияга туруктуулугун жакшыртат жана экөөнүн синергетикалык таасири жабышчаак керамикалык каптаманын коррозияга туруктуулугун андан ары жакшыртышы мүмкүн. Нанокошумчалардын каптаманын коррозияга туруктуулугуна тийгизген таасирин андан ары изилдөө максатында, коррозиядан кийинки каптаманын микро беттик морфологиясы байкалган.
5-сүрөт (A1, A2, B1, B2) ачык 304 дат баспас болоттон жасалган жана капталган таза глинозем керамикасынын коррозиядан кийин ар кандай чоңойтуудагы беттик морфологиясын көрсөтөт. 5-сүрөт (A2) коррозиядан кийинки беттин орой болуп калганын көрсөтүп турат. Жылаңач субстрат үчүн электролитке чөмүлгөндөн кийин бетинде бир нече чоң коррозия чуңкурлары пайда болот, бул жылаңач металл матрицанын коррозияга туруктуулугу начар экендигин жана электролит матрицага оңой кире тургандыгын көрсөтөт. Таза глинозем керамикалык каптоо үчүн, 5-сүрөттө (B2) көрсөтүлгөндөй, дат баскандан кийин тешиктүү коррозия каналдары пайда болсо да, таза глиноземикалык керамикалык каптаманын салыштырмалуу тыгыз түзүлүшү жана коррозияга мыкты туруктуулугу электролиттин басып киришине натыйжалуу бөгөт коёт, бул глиноземикалык керамикалык каптаманын импедансын натыйжалуу жакшыртуунун себебин түшүндүрөт.
mwnt-cooh-sdbs беттик морфологиясы, 0,2% графенди камтыган каптоо жана 0,2% mwnt-cooh-sdbs жана 0,2% графенди камтыган каптамалар. 6-сүрөттө (B2 жана C2) графенди камтыган эки каптама жалпак түзүлүшкө ээ, каптамадагы бөлүкчөлөрдүн ортосундагы байланыш бекем жана агрегаттык бөлүкчөлөр жабышчаак менен бекем оролгондугун көрүүгө болот. Бети электролит менен эрозияланганы менен тешикче каналдар азыраак пайда болот. Коррозиядан кийин каптоо бети тыгыз болуп, кемчиликтүү структуралар аз болот. 6-сүрөт (A1, A2) үчүн mwnt-cooh-sdbs мүнөздөмөлөрүнөн улам, коррозияга чейинки каптоо бир калыпта таралган көзөнөктүү структура болуп саналат. Коррозиядан кийин баштапкы бөлүктүн тешикчелери тар жана узун болуп, канал тереңдейт. 6-сүрөт менен салыштырганда (B2, C2) структурада көп кемчиликтер бар, бул электрохимиялык коррозияга каршы сыноодон алынган каптоо импеданстын чоңдуктун бөлүштүрүлүшүнө шайкеш келет. Бул графен камтыган глинозем керамикалык каптоо, өзгөчө графен жана көмүртек нанотүтүк аралашмасы, коррозияга эң жакшы каршылыкка ээ экенин көрсөтүп турат. Себеби, көмүртек нанотүтүкчөлөрүнүн жана графендин түзүлүшү жаракалардын диффузиясын эффективдүү бөгөттөп, матрицаны коргой алат.
7. Талкуу жана жыйынтыктоо
Көмүртек нанотүтүкчөлөрүнүн жана графен кошумчаларынын глиноземикалык керамикалык каптоодогу коррозияга туруктуулугун текшерүү жана жабуунун беттик микроструктурасын талдоо аркылуу төмөнкүдөй жыйынтыктар чыгарылат:
(1) Коррозия убактысы 19 саат болгондо, 0,2% гибриддик көмүртек нанотүтүкчөсүн + 0,2% графен аралашма материалдан глиноземанын керамикалык каптоосун кошуп, коррозия токунун тыгыздыгы 2,890 × 10-6 А / см2ден 1,536 × 10-6 А / см2 ге чейин көбөйдү, таасири 1,536 × 10-6 А / см8ге көбөйдү. Ω дан 28079 Омга чейин, ал эми коррозияга каршы натыйжалуулугу эң чоң, 46,85%. Таза глинозем керамикалык каптоо менен салыштырганда, графен жана көмүртек нанотүтүкчөлөрү менен композиттик каптоо коррозияга туруктуулугуна ээ.
(2) Электролиттин чөмүлүү убактысынын көбөйүшү менен электролит каптоо/субстраттын биргелешкен бетине кирип, металл оксид пленкасын пайда кылат, бул электролиттин субстраттын ичине киришине тоскоол болот. Электрдик импеданс адегенде азайып, анан көбөйөт, ал эми таза глинозем керамикалык каптаманын коррозияга туруктуулугу начар. Көмүртек нанотүтүкчөлөрүнүн жана графендин түзүлүшү жана синергиясы электролиттин ылдый карай киришине тоскоол болгон. 19,5 саатка чыланганда, нано материалдарды камтыган каптаманын электрдик импедансы тиешелүүлүгүнө жараша 22,94%, 25,60% жана 9,61% азайып, каптаманын коррозияга туруктуулугу жакшы болгон.
(3) Көмүртек нанотүтүкчөлөрүнүн өзгөчөлүктөрүнөн улам, бир гана көмүртек нанотүтүкчөлөрү кошулган каптоо коррозияга чейин бирдей бөлүштүрүлгөн көзөнөктүү түзүлүшкө ээ. Коррозиядан кийин баштапкы бөлүктүн тешикчелери тар жана узун болуп, каналдар тереңдейт. Графенди камтыган каптоо коррозияга чейин жалпак түзүлүшкө ээ, каптамадагы бөлүкчөлөрдүн ортосундагы айкалышы жакын жана агрегаттык бөлүкчөлөр жабышчаак менен бекем оролгон. Коррозиядан кийин бети электролит менен эрозияга учураса да, тешиктүү каналдар аз жана структурасы дагы эле тыгыз. Көмүртек нанотүтүкчөлөрүнүн жана графендин түзүлүшү жараканын жайылышын натыйжалуу бөгөттөп, матрицаны коргой алат.
Посттун убактысы: Март-09-2022