1. Praeparatio tegumenti
Ad posteriorem probationem electrochemicam faciliorem reddendam, chalybem inoxidabilem 304, segmentum 30 mm × 4 mm, ut basim electum est. Stratum oxidi residuum necnon maculas rubiginis in superficie substrati poliuntur et charta abrasiva removentur, deinde in poculum acetonum continentem immittuntur, maculae in superficie substrati purgatore ultrasonico bg-06c societatis electronicae Bangjie per 20 minuta tractantur, vestigia detritionis in superficie substrati metallici alcohole et aqua destillata removentur, et insufflato siccantur. Deinde alumina (Al2O3), graphenum, et tubuli carbonis hybridi (mwnt-coohsdbs) in proportionibus (100:0:0, 99.8:0.2:0, 99.8:0:0.2, 99.6:0.2:0.2) praeparantur et in molam globulorum (qm-3sp2 officinae instrumentorum Nanjing NANDA) ad molendum et miscendum immissa sunt. Celeritas rotationis molae globulorum ad 220 R/min constituta est, et mola globulorum ad
Post molituram globorum, celeritatem rotationis receptaculi molendini globorum alternatim ad 1/2 constitue postquam molitura globorum completa est, et celeritatem rotationis receptaculi molendini globorum alternatim ad 1/2 constitue postquam molitura globorum completa est. Aggregatum ceramicum et glutinum aequaliter miscentur secundum fractionem massae 1.0 ∶ 0.8. Denique, stratum ceramicum glutinosum per processum curationis obtentum est.
2. Examen corrosionis
In hoc studio, probatio corrosionis electrochemicae statione laboris electrochemica Shanghai Chenhua chi660e utitur, et probatio systema probationis trium electrodorum adhibet. Electrodum platineum est electrodum auxiliare, electrodum argenteum chloridis est electrodum referentiale, et exemplum obductum est electrodum operans, cum area expositionis effectivae 1 cm2. Electrodum referentiale, electrodum operantem, et electrodum auxiliarem in cella electrolytica cum instrumento coniunge, ut in Figuris 1 et 2 demonstratur. Ante probationem, exemplum in electrolyto, quod est solutio NaCl 3.5%, macera.
3. Analysis Tafel corrosionis electrochemicae tunicarum
Figura 3 curvam Tafel substrati non obducti et tegumenti ceramici variis nanoadditivis obducti post corrosionem electrochemicam per 19 horas ostendit. Data probationis tensionis corrosionis, densitatis currentis corrosionis et impedantiae electricae ex probatione corrosionis electrochemicae obtenta in Tabula 1 monstrantur.
Submit
Cum densitas currentis corrosionis minor est et efficacia resistentiae corrosionis maior, effectus resistentiae corrosionis obductionis melior est. Ex Figura 3 et Tabula 1 videri potest, cum tempus corrosionis 19h est, maximam tensionem corrosionis matricis metalli nudi esse -0.680 V, et densitatem currentis corrosionis matricis etiam maximam esse, ad 2.890 × 10⁻⁶ A/cm² perveniens. Cum obductione ceramica aluminae purae obducta est, densitas currentis corrosionis ad 78% decrevit et PE 22.01% erat. Hoc demonstrat obductionem ceramicam meliorem munus protectivum agere et resistentiam corrosionis obductionis in electrolyto neutro augere posse.
Cum 0.2% mwnt-cooh-sdbs vel 0.2% grapheni ad tunicam additum est, densitas currentis corrosionis decrevit, resistentia aucta est, et resistentia corrosionis tunicae ulterius aucta est, cum PE 38.48% et 40.10% respective. Cum superficies tunica aluminae mixtae 0.2% mwnt-cooh-sdbs et 0.2% grapheni obducta est, currentis corrosionis ulterius reducitur a 2.890 × 10⁻⁶ A/cm² ad 1.536 × 10⁻⁶ A/cm², maximo valore resistentiae aucto ab 11388 Ω ad 28079 Ω, et PE tunicae 46.85% attingere potest. Hoc demonstrat productum destinatum praeparatum bonam resistentiam corrosionis habere, et effectum synergicum nanotubulorum carbonii et grapheni efficaciter resistentiam corrosionis tunicae ceramicae augere posse.
4. Effectus temporis macerationis in impedantiam strati
Ut resistentiam corrosionis obductionis ulterius exploremus, considerando influxum temporis immersionis exemplaris in electrolyto in experimentum, curvae mutationis resistentiae quattuor obductionum ad diversos tempora immersionis obtinentur, ut in Figura 4 demonstratur.
Submit
In primo stadio immersionis (horae decem), propter bonam densitatem et structuram strati, electrolytum difficile est in stratum immergere. Hoc tempore, stratum ceramicum magnam resistentiam ostendit. Post aliquod tempus maceratum, resistentia insigniter decrescit, quia, tempore procedente, electrolytum paulatim canalem corrosionis per poros et rimas strati format et in matricem penetrat, unde resistentia strati significanter imminuitur.
In secundo gradu, cum producta corrosionis ad certum gradum augentur, diffusio inhibetur et hiatus paulatim obstruitur. Simul, cum electrolytus in interfaciem nexus strati inferioris/matricis nexus penetrat, moleculae aquae cum elemento Fe in matrice ad iuncturam obductionis/matricis reagunt, tenuem pelliculam oxidi metallici producentes, quae penetrationem electrolyti in matricem impedit et valorem resistentiae auget. Cum matrix metallica nuda electrochemice corroditur, maxima pars praecipitationis flocculentis viridis in fundo electrolyti producitur. Solutio electrolytica colorem non mutavit dum exemplum obductum electrolyzabatur, quod existentiam reactionis chemicae supradictae probare potest.
Ob breve tempus macerationis et magnos factores externos influentiae, ut accurata mutatio parametrorum electrochemicorum ulterius obtineatur, curvae Tafel 19 horarum et 19.5 horarum analysantur. Densitas currentis corrosionis et resistentia per programmate analytico zsimpwin obtentae in Tabula 2 monstrantur. Invenitur densitatem currentis corrosionis aluminae purae et tegumenti compositi aluminae materias nanoadditivas continentis, cum per 19 horas maceratum est, comparatum cum substrato nudo, minorem esse et valorem resistentiae maiorem. Valor resistentiae tegumenti ceramici nanotubos carbonicos continentis et tegumenti graphenum continentis fere idem est, dum structura tegumenti cum nanotubis carbonicos et materiis compositis grapheni significanter augetur. Hoc fit quia effectus synergisticus nanotuborum carbonicos unidimensionalium et grapheni bidimensionalis resistentiam corrosionis materiae emendat.
Cum tempore immersionis crescente (h.5 19), resistentia substrati nudi augetur, quod indicat id in secundo stadio corrosionis esse et pelliculam oxidi metallici in superficie substrati formari. Similiter, cum tempore crescente, resistentia obductionis ceramicae aluminae purae etiam augetur, quod indicat hoc tempore, quamquam effectus retardationis obductionis ceramicae adsit, electrolytum interfaciem nexus obductionis/matricis penetrasse et per reactionem chemicam pelliculam oxidi produxisse.
Comparato cum involucro aluminae continente 0.2% mwnt-cooh-sdbs, involucro aluminae continente 0.2% grapheni, et involucro aluminae continente 0.2% mwnt-cooh-sdbs et 0.2% grapheni, resistentia involucri significanter decrevit cum incremento temporis, 22.94%, 25.60% et 9.61% respective decrevit, quod indicat electrolytum non penetrasse in iuncturam inter involucrum et substratum hoc tempore. Hoc fit quia structura nanotubulorum carbonis et grapheni penetrationem deorsum electrolyti inhibet, ita matricem protegens. Effectus synergicus utriusque ulterius verificatur. Involucrum continens duas nanomaterias meliorem resistentiam corrosionis habet.
Per curvam Tafel et curvam mutationis impedantiae electricae, invenitur obductionem ceramicam aluminae cum grapheno, nanotubis carbonis, et mixtura eorum, resistentiam corrosionis matricis metallicae augere posse, et effectum synergicum utriusque resistentiam corrosionis obductionis ceramicae adhaesivae ulterius augere. Ut effectus nanoadditivorum in resistentiam corrosionis obductionis ulterius exploretur, morphologia microsuperficialis obductionis post corrosionem observata est.
Submit
Figura 5 (A1, A2, B1, B2) morphologiam superficiei chalybis inoxidabilis 304 expositi et ceramicae aluminae purae obductae, post corrosionem, variis magnificationibus ostendit. Figura 5 (A2) ostendit superficiem post corrosionem asperam fieri. In substrato nudo, plures foveae corrosionis magnae in superficie apparent post immersionem in electrolytum, quod indicat resistentiam corrosionis matricis metalli nudi esse malam et electrolytum facile penetrare in matricem. In obductione ceramica aluminae purae, ut in Figura 5 (B2) demonstratur, quamquam canales corrosionis porosi post corrosionem generantur, structura relative densa et resistentia corrosionis optima obductionis ceramicae aluminae purae efficaciter invasionem electrolyti prohibent, quod rationem efficacis emendationis impedantiae obductionis ceramicae aluminae explicat.
Submit
Morphologia superficiei mwnt-cooh-sdbs, tunicarum 0.2% grapheni continentium et tunicarum 0.2% mwnt-cooh-sdbs et 0.2% grapheni continentium. Videtur duae tunicae graphenum continentes in Figura 6 (B2 et C2) structuram planam habere, nexum inter particulas in tunica arcte coniunctum esse, et particulas aggregatas arcte glutine involutas esse. Quamquam superficies electrolyto erosa est, pauciores canales pororum formantur. Post corrosionem, superficies tunicae densa est et paucae structurae vitiorum sunt. Pro Figura 6 (A1, A2), propter proprietates mwnt-cooh-sdbs, tunica ante corrosionem structura porosa uniformiter distributa est. Post corrosionem, pori partis originalis angusti et longi fiunt, et canalis altior. Comparata cum Figura 6 (B2, C2), structura plura vitia habet, quod congruit cum distributione magnitudinis valoris impedantiae tunicae ex probatione corrosionis electrochemicae obtentae. Demonstratur tegumentum ceramicum aluminae graphenum continente, praesertim mixturam grapheni et nanotubi carbonis, optimam resistentiam corrosionis habere. Hoc fit quia structura nanotubi carbonis et grapheni diffusionem fissurarum efficaciter impedire et matricem protegere potest.
5. Disputatio et summarium
Per experimentum resistentiae corrosionis nanotubulorum carbonii et additivorum grapheni in tunica ceramica aluminae et per analysin microstructurae superficialis tunicae, hae conclusiones ducuntur:
(1) Cum tempus corrosionis 19 horarum esset, additis 0.2% nanotubi carbonii hybridi + 0.2% grapheni ex materia mixta ceramica aluminae, densitas currentis corrosionis ab 2.890 × 10⁻⁶ A/cm² ad 1.536 × 10⁻⁶ A/cm² crevit, impedantia electrica ab 11388 Ω ad 28079 Ω aucta est, et efficacia resistentiae corrosionis maxima est, 46.85%. Comparata cum ceramica aluminae purae, tegumentum compositum ex grapheno et nanotubis carbonii meliorem resistentiam corrosionis habet.
(2) Cum tempus immersionis electrolyti augeatur, electrolytus in superficiem iuncturae strati/substrati penetrat, ut pelliculam oxidi metallici producat, quae penetrationem electrolyti in substratum impedit. Impedentia electrica primum decrescit, deinde crescit, et resistentia corrosionis strati ceramici aluminae purae mala est. Structura et synergia nanotubulorum carbonii et grapheni penetrationem deorsum electrolyti impediverunt. Cum per 19.5 horas maceratum est, impedentia electrica strati nanomateria continentis 22.94%, 25.60% et 9.61% respective decrevit, et resistentia corrosionis strati bona erat.
6. Ratiocinatio in resistentiam corrosionis tegumentorum influentiae
Per curvam Tafel et curvam mutationis impedantiae electricae, invenitur obductionem ceramicam aluminae cum grapheno, nanotubis carbonis, et mixtura eorum, resistentiam corrosionis matricis metallicae augere posse, et effectum synergicum utriusque resistentiam corrosionis obductionis ceramicae adhaesivae ulterius augere. Ut effectus nanoadditivorum in resistentiam corrosionis obductionis ulterius exploretur, morphologia microsuperficialis obductionis post corrosionem observata est.
Figura 5 (A1, A2, B1, B2) morphologiam superficiei chalybis inoxidabilis 304 expositi et ceramicae aluminae purae obductae, post corrosionem, variis magnificationibus ostendit. Figura 5 (A2) ostendit superficiem post corrosionem asperam fieri. In substrato nudo, plures foveae corrosionis magnae in superficie apparent post immersionem in electrolytum, quod indicat resistentiam corrosionis matricis metalli nudi esse malam et electrolytum facile penetrare in matricem. In obductione ceramica aluminae purae, ut in Figura 5 (B2) demonstratur, quamquam canales corrosionis porosi post corrosionem generantur, structura relative densa et resistentia corrosionis optima obductionis ceramicae aluminae purae efficaciter invasionem electrolyti prohibent, quod rationem efficacis emendationis impedantiae obductionis ceramicae aluminae explicat.
Morphologia superficiei mwnt-cooh-sdbs, tunicarum 0.2% grapheni continentium et tunicarum 0.2% mwnt-cooh-sdbs et 0.2% grapheni continentium. Videtur duae tunicae graphenum continentes in Figura 6 (B2 et C2) structuram planam habere, nexum inter particulas in tunica arcte coniunctum esse, et particulas aggregatas arcte glutine involutas esse. Quamquam superficies electrolyto erosa est, pauciores canales pororum formantur. Post corrosionem, superficies tunicae densa est et paucae structurae vitiorum sunt. Pro Figura 6 (A1, A2), propter proprietates mwnt-cooh-sdbs, tunica ante corrosionem structura porosa uniformiter distributa est. Post corrosionem, pori partis originalis angusti et longi fiunt, et canalis altior. Comparata cum Figura 6 (B2, C2), structura plura vitia habet, quod congruit cum distributione magnitudinis valoris impedantiae tunicae ex probatione corrosionis electrochemicae obtentae. Demonstratur tegumentum ceramicum aluminae graphenum continente, praesertim mixturam grapheni et nanotubi carbonis, optimam resistentiam corrosionis habere. Hoc fit quia structura nanotubi carbonis et grapheni diffusionem fissurarum efficaciter impedire et matricem protegere potest.
7. Disputatio et summarium
Per experimentum resistentiae corrosionis nanotubulorum carbonii et additivorum grapheni in tunica ceramica aluminae et per analysin microstructurae superficialis tunicae, hae conclusiones ducuntur:
(1) Cum tempus corrosionis 19 horarum esset, additis 0.2% nanotubi carbonii hybridi + 0.2% grapheni ex materia mixta ceramica aluminae, densitas currentis corrosionis ab 2.890 × 10⁻⁶ A/cm² ad 1.536 × 10⁻⁶ A/cm² crevit, impedantia electrica ab 11388 Ω ad 28079 Ω aucta est, et efficacia resistentiae corrosionis maxima est, 46.85%. Comparata cum ceramica aluminae purae, tegumentum compositum ex grapheno et nanotubis carbonii meliorem resistentiam corrosionis habet.
(2) Cum tempus immersionis electrolyti augeatur, electrolytus in superficiem iuncturae strati/substrati penetrat, ut pelliculam oxidi metallici producat, quae penetrationem electrolyti in substratum impedit. Impedentia electrica primum decrescit, deinde crescit, et resistentia corrosionis strati ceramici aluminae purae mala est. Structura et synergia nanotubulorum carbonii et grapheni penetrationem deorsum electrolyti impediverunt. Cum per 19.5 horas maceratum est, impedentia electrica strati nanomateria continentis 22.94%, 25.60% et 9.61% respective decrevit, et resistentia corrosionis strati bona erat.
(3) Ob proprietates nanotubulorum carbonis, obductio cum solis nanotubulis carbonis addita structuram porosam uniformiter distributam ante corrosionem habet. Post corrosionem, pori partis originalis angusti et longi fiunt, et canales altiores. Obductio graphenum continens structuram planam ante corrosionem habet, combinatio inter particulas in obductione arcta est, et particulae aggregatae arcte glutino involvuntur. Quamquam superficies post corrosionem ab electrolyto erosa est, pauci canales pororum sunt et structura adhuc densa est. Structura nanotubulorum carbonis et grapheni propagationem fissurarum efficaciter impedire et matricem protegere potest.
Tempus publicationis: IX Martii, MMXXII