1. Fiomanana amin'ny fanosorana
Mba hanamorana ny fitsapana elektrokimika any aoriana, dia vy tsy misy harafesina 304 × 4 mm no nofantenana ho fototra. Diovy ary esory amin'ny taratasy fasika ny sosona oksida sisa tavela sy ny tasy harafesina eo amin'ny velaran'ny substrate, apetraho ao anaty vera misy acétone izy ireo, tsaboina amin'ny mpanadio ultrasonic bg-06c an'ny orinasa elektronika Bangjie mandritra ny 20 minitra ny tasy eo amin'ny velaran'ny substrate, esory amin'ny alikaola sy rano voadio ny poti-javatra eo amin'ny velaran'ny substrate metaly, ary maina amin'ny blower. Avy eo, ny alumina (Al2O3), graphene ary ny nanotube karbônina hybrid (mwnt-coohsdbs) dia nomanina araka ny refy (100: 0: 0, 99.8: 0.2: 0, 99.8: 0: 0.2, 99.6: 0.2: 0.2), ary apetraka ao anaty milina fikosoham-bary (qm-3sp2 an'ny orinasa fitaovana NANDA Nanjing) ho an'ny fikosoham-bary sy ny fampifangaroana. Napetraka ho 220 R/min ny hafainganam-pandehan'ny fihodinan'ny milina baolina, ary navadika ho
Aorian'ny fikosoham-bary, dia apetraho mifandimby ho 1/2 ny hafainganam-pandehan'ny fikosoham-bary rehefa vita ny fikosoham-bary, ary apetraho mifandimby ho 1/2 ny hafainganam-pandehan'ny fikosoham-bary rehefa vita ny fikosoham-bary. Afangaro mitovy tsara araka ny ampahan'ny lanja 1.0 ∶ 0.8 ny vakana seramika voahosotra sy ny zavatra mampiray. Farany, azo tamin'ny alalan'ny fanamainana ny sosona seramika miraikitra.
2. Fitsapana ny harafesina
Ato amin'ity fandalinana ity, ny fitsapana harafesina elektrokimia dia mampiasa ny toeram-piasana elektrokimia Shanghai Chenhua chi660e, ary ny fitsapana dia mampiasa rafitra fitsapana elektroda telo. Ny elektroda platina no elektroda mpanampy, ny elektroda volafotsy klôro volafotsy no elektroda fanondroana, ary ny santionany voarakotra no elektroda miasa, miaraka amin'ny velaran-tany mahomby 1cm2. Ampifandraiso amin'ny fitaovana ny elektroda fanondroana, ny elektroda miasa ary ny elektroda mpanampy, araka ny aseho amin'ny Sary 1 sy 2. Alohan'ny fitsapana, atsobohy ao anaty elektrolita ny santionany, izay vahaolana NaCl 3.5%.
3. Famakafakana Tafel momba ny harafesina elektrokimia amin'ny coatings
Ny Sary 3 dia mampiseho ny fiolahana Tafel amin'ny substrate tsy voarakotra sy ny coating seramika voarakotra amin'ny nano additives samihafa taorian'ny harafesina elektrokimia nandritra ny 19 ora. Ny angon-drakitra momba ny fitsapana harafesina, ny hakitroky ny courant harafesina ary ny impedance elektrika azo avy amin'ny fitsapana harafesina elektrokimia dia aseho ao amin'ny Tabilao 1.
manaiky
Rehefa kely kokoa ny hakitroky ny courant harafesina ary avo kokoa ny fahombiazan'ny fanoherana ny harafesina, dia tsara kokoa ny fiantraikan'ny coating amin'ny fanoherana ny harafesina. Hita avy amin'ny Sary 3 sy ny tabilao 1 fa rehefa 19 ora ny fotoana harafesina, ny voltazy harafesina ambony indrindra amin'ny matrix metaly mibaribary dia -0.680 V, ary ny hakitroky ny courant harafesina amin'ny matrix koa no lehibe indrindra, mahatratra 2.890 × 10-6 A/cm2. Rehefa voarakotra coating seramika alumina madio, dia nihena ho 78% ny hakitroky ny courant harafesina ary 22.01% ny PE. Mampiseho izany fa mitana anjara toerana fiarovana tsara kokoa ny coating seramika ary afaka manatsara ny fanoherana ny harafesina amin'ny coating ao anaty electrolyte tsy miandany.
Rehefa nampiana 0.2% mwnt-cooh-sdbs na 0.2% graphene tamin'ny coating, dia nihena ny hakitroky ny courant harafesina, nitombo ny fanoherana, ary nihatsara kokoa ny fanoheran'ny coating ny harafesina, miaraka amin'ny PE 38.48% sy 40.10%. Rehefa voarakotra coating alumina mifangaro 0.2% mwnt-cooh-sdbs sy 0.2% graphene ny velarana, dia nihena bebe kokoa ny courant harafesina avy amin'ny 2.890 × 10-6 A / cm2 ka hatramin'ny 1.536 × 10-6 A / cm2, ny sandan'ny fanoherana ambony indrindra, dia nitombo avy amin'ny 11388 Ω ka hatramin'ny 28079 Ω, ary mety hahatratra 46.85% ny PE amin'ny coating. Mampiseho izany fa ny vokatra kendrena voaomana dia manana fanoherana tsara ny harafesina, ary ny fiantraikan'ny nanotubes karbônina sy graphene dia afaka manatsara tsara ny fanoheran'ny coating seramika ny harafesina.
4. Fiantraikan'ny fotoana fandrobohana amin'ny fanoherana ny coating
Mba handinihana bebe kokoa ny fanoheran'ny coating amin'ny harafesina, amin'ny fandinihana ny fiantraikan'ny fotoana fandevenana ny santionany ao anaty electrolyte amin'ny fitsapana, dia azo ny fiolahana fiovan'ny fanoheran'ireo coatings efatra amin'ny fotoana fandevenana samihafa, araka ny aseho amin'ny Sary 4.
manaiky
Amin'ny dingana voalohany amin'ny fandrobohana (10 ora), noho ny hakitroky sy ny firafitry ny sosona tsara, dia sarotra ny mandroboka ny elektrolita ao anatin'ilay sosona. Amin'izao fotoana izao, dia mampiseho fanoherana avo lenta ny sosona seramika. Rehefa avy nalona nandritra ny fotoana kelikely, dia mihena be ny fanoherana, satria rehefa mandeha ny fotoana, dia mamorona fantsona harafesina tsikelikely amin'ny alalan'ny mason-koditra sy triatra ao amin'ny sosona ny elektrolita ary miditra ao anatin'ny matrix, ka miteraka fihenana be dia be amin'ny fanoherana ny sosona.
Amin'ny dingana faharoa, rehefa mitombo amin'ny habetsahana voafaritra ny vokatra harafesina, dia voasakana ny fiparitahana ary voasakana tsikelikely ny elanelana. Mandritra izany fotoana izany, rehefa miditra ao amin'ny fifandraisan'ny sosona ambany/matrice ny elektrolita, dia hihetsika amin'ny singa Fe ao amin'ny matrice eo amin'ny fihaonan'ny coating/matrice ny molekiolan'ny rano ka hamokatra sarimihetsika oksida metaly manify, izay manakana ny fidiran'ny elektrolita ao amin'ny matrice ary mampitombo ny sandan'ny fanoherana. Rehefa harafesina amin'ny alalan'ny elektrokimia ny matrice metaly miboridana, dia ny ankamaroan'ny ranoka maitso mitete no vokarina eo amin'ny faran'ny elektrolita. Tsy niova loko ny vahaolana elektrolitika rehefa noelektrika ny santionany voarakotra, izay afaka manaporofo ny fisian'ny fihetsika simika voalaza etsy ambony.
Noho ny fotoana fohy nilona sy ny fiantraikany ivelany lehibe, mba hahazoana bebe kokoa ny fifandraisana marina eo amin'ny fiovan'ny masontsivana elektrokimia, dia nohadihadiana ny fiolahana Tafel 19 ora sy 19.5 ora. Ny hakitroky ny herinaratra sy ny fanoherana ny harafesina azo avy amin'ny rindrambaiko famakafakana zsimpwin dia aseho amin'ny Tabilao 2. Hita fa rehefa lomana mandritra ny 19 ora, raha ampitahaina amin'ny substrate miboridana, dia kely kokoa ny hakitroky ny herinaratra amin'ny alumina madio sy ny coating alumina composite misy nano additive ary lehibe kokoa ny sandan'ny fanoherana. Saika mitovy ny sandan'ny fanoherana ny coating seramika misy nanotubes karbônina sy ny coating misy graphene, raha toa kosa ka mihatsara be ny firafitry ny coating amin'ny nanotubes karbônina sy ny fitaovana composite graphene. Izany dia satria ny fiantraikan'ny coating karbonika iray refy sy graphene roa refy dia manatsara ny fanoherana ny harafesina amin'ny fitaovana.
Miaraka amin'ny fitomboan'ny fotoana fandevenana (19.5 ora), mitombo ny fanoheran'ny substrate miboridana, izay midika fa ao anatin'ny dingana faharoa amin'ny harafesina izy io ary misy sarimihetsika oksida metaly mipoitra eo amin'ny velaran'ny substrate. Toy izany koa, miaraka amin'ny fitomboan'ny fotoana, mitombo ihany koa ny fanoheran'ny coating seramika alumina madio, izay midika fa amin'izao fotoana izao, na dia misy aza ny fiantraikan'ny coating seramika miadana, dia efa niditra tao amin'ny fifandraisan'ny coating/matrix ny electrolyte, ary namorona sarimihetsika oksida tamin'ny alàlan'ny fihetsika simika.
Raha ampitahaina amin'ny sosona alumina misy mwnt-cooh-sdbs 0.2%, ny sosona alumina misy graphene 0.2% ary ny sosona alumina misy mwnt-cooh-sdbs 0.2% sy graphene 0.2%, dia nihena be ny fanoheran'ny sosona rehefa nandeha ny fotoana, nihena 22.94%, 25.60% ary 9.61% tsirairay avy, izay midika fa tsy niditra tao amin'ny tonon-taolana teo anelanelan'ny sosona sy ny substrate ny electrolyte tamin'io fotoana io. Izany dia satria ny firafitry ny nanotubes karbônina sy ny graphene dia manakana ny fidiran'ny electrolyte midina, ka miaro ny matrix. Voamarina bebe kokoa ny fiantraikan'ny roa tonta. Ny sosona misy fitaovana nano roa dia manana fanoherana harafesina tsara kokoa.
Amin'ny alalan'ny fiolahana Tafel sy ny fiolahana fiovan'ny sandan'ny fanoherana elektrika, dia hita fa ny sosona seramika alumina misy graphene, nanotubes karbônina ary ny fangarony dia afaka manatsara ny fanoherana ny harafesina amin'ny matrice metaly, ary ny fiantraikan'izy roa tonta dia afaka manatsara bebe kokoa ny fanoherana ny harafesina amin'ny sosona seramika miraikitra. Mba handinihana bebe kokoa ny fiantraikan'ny nano additives amin'ny fanoherana ny harafesina amin'ny sosona, dia nojerena ny endriky ny velarana bitika amin'ny sosona aorian'ny harafesina.
manaiky
Ny Sary 5 (A1, A2, B1, B2) dia mampiseho ny endriky ny velaran'ny vy tsy misy harafesina 304 mibaribary sy seramika alumina madio voarakotra amin'ny fampitomboana samihafa aorian'ny harafesina. Ny Sary 5 (A2) dia mampiseho fa lasa mikitoantoana ny velaran'ny vy aorian'ny harafesina. Ho an'ny substrate mibaribary, dia misy lavaka harafesina lehibe maromaro miseho eo amin'ny velarany rehefa avy atsoboka ao anaty electrolyte, izay midika fa ambany ny fanoherana ny harafesina amin'ny matrice metaly mibaribary ary mora miditra ao amin'ny matrice ny electrolyte. Ho an'ny coating seramika alumina madio, araka ny aseho amin'ny Sary 5 (B2), na dia misy fantsona harafesina misy porous aza novokarina taorian'ny harafesina, ny rafitra matevina sy ny fanoherana ny harafesina tsara amin'ny coating seramika alumina madio dia manakana tsara ny fidiran'ny electrolyte, izay manazava ny antony mahatonga ny fanatsarana mahomby ny impedance amin'ny coating seramika alumina.
manaiky
Ny endriky ny velaran'ny mwnt-cooh-sdbs, ny sosona misy graphene 0.2% ary ny sosona misy graphene 0.2% mwnt-cooh-sdbs sy graphene 0.2%. Hita fa fisaka ny rafitra ao amin'ny Sary 6 (B2 sy C2), tery ny fifamatorana eo amin'ireo poti-javatra ao amin'ny sosona, ary voafono mafy amin'ny lakaoly ireo poti-javatra mitambatra. Na dia simban'ny electrolyte aza ny velarany, dia vitsy kokoa ny fantsona mason-koditra miforona. Aorian'ny harafesina, dia matevina ny velaran'ny sosona ary vitsy ny rafitra lesoka. Ho an'ny Sary 6 (A1, A2), noho ny toetran'ny mwnt-cooh-sdbs, dia rafitra mason-koditra mizara mitovy ny sosona alohan'ny harafesina. Aorian'ny harafesina, dia lasa tery sy lava ny mason-koditra amin'ny ampahany tany am-boalohany, ary lasa lalindalina kokoa ny fantsona. Raha ampitahaina amin'ny Sary 6 (B2, C2), dia manana lesoka bebe kokoa ny rafitra, izay mifanaraka amin'ny fizarana haben'ny sandan'ny fanoherana ny sosona azo avy amin'ny fitsapana harafesina elektrokimia. Asehony fa ny sosona seramika alumina misy graphene, indrindra fa ny fifangaroan'ny graphene sy ny nanotube karbônina, no manana ny fanoherana tsara indrindra amin'ny harafesina. Izany dia satria ny firafitry ny nanotube karbônina sy ny graphene dia afaka manakana tsara ny fiparitahan'ny triatra ary miaro ny matrix.
5. Fifanakalozan-kevitra sy famintinana
Amin'ny alalan'ny fitsapana fanoherana ny harafesina amin'ny nanotubes karbônina sy ny akora fanampiny graphene amin'ny coating alumina seramika sy ny famakafakana ny firafitry ny velaran'ny coating, dia ireto manaraka ireto no fehin-kevitra azo:
(1) Rehefa 19 ora ny fotoana niharan'ny harafesina, rehefa nampiana "hybrid carbon nanotube" 0.2% + "graphene mixed alumina ceramic coating" 0.2%, dia nitombo avy amin'ny 2.890 × 10-6 A/cm2 ho 1.536 × 10-6 A/cm2 ny hakitroky ny "corrosion current"-ny, ary nitombo avy amin'ny 11388 Ω ho 28079 Ω ny "impedance" elektrika, ary ny fahombiazan'ny fanoherana ny harafesina no lehibe indrindra, 46.85%. Raha ampitahaina amin'ny "pure alumina ceramic coating", ny "composite coating" misy "graphene" sy "carbon nanotubes" dia manana fanoherana ny harafesina tsara kokoa.
(2) Miaraka amin'ny fitomboan'ny fotoana fandevenana ny elektrolita, dia miditra ao amin'ny velaran'ny coating/substrate ny elektrolita ka mamokatra sarimihetsika oksida metaly, izay manakana ny fidiran'ny elektrolita ao amin'ny substrate. Mihena aloha ny fanoherana elektrika ary avy eo mitombo, ary ratsy ny fanoherana ny harafesina amin'ny coating seramika alumina madio. Ny rafitra sy ny fiaraha-miasan'ny nanotubes karbônina sy ny graphene dia nanakana ny fidiran'ny elektrolita midina. Rehefa nalona nandritra ny 19.5 ora, dia nihena 22.94%, 25.60% ary 9.61% ny fanoherana elektrika amin'ny coating misy fitaovana nano, ary tsara ny fanoherana ny harafesina amin'ny coating.
6. Mekanisma misy fiantraikany amin'ny fanoherana ny harafesina amin'ny coating
Amin'ny alalan'ny fiolahana Tafel sy ny fiolahana fiovan'ny sandan'ny fanoherana elektrika, dia hita fa ny sosona seramika alumina misy graphene, nanotubes karbônina ary ny fangarony dia afaka manatsara ny fanoherana ny harafesina amin'ny matrice metaly, ary ny fiantraikan'izy roa tonta dia afaka manatsara bebe kokoa ny fanoherana ny harafesina amin'ny sosona seramika miraikitra. Mba handinihana bebe kokoa ny fiantraikan'ny nano additives amin'ny fanoherana ny harafesina amin'ny sosona, dia nojerena ny endriky ny velarana bitika amin'ny sosona aorian'ny harafesina.
Ny Sary 5 (A1, A2, B1, B2) dia mampiseho ny endriky ny velaran'ny vy tsy misy harafesina 304 mibaribary sy seramika alumina madio voarakotra amin'ny fampitomboana samihafa aorian'ny harafesina. Ny Sary 5 (A2) dia mampiseho fa lasa mikitoantoana ny velaran'ny vy aorian'ny harafesina. Ho an'ny substrate mibaribary, dia misy lavaka harafesina lehibe maromaro miseho eo amin'ny velarany rehefa avy atsoboka ao anaty electrolyte, izay midika fa ambany ny fanoherana ny harafesina amin'ny matrice metaly mibaribary ary mora miditra ao amin'ny matrice ny electrolyte. Ho an'ny coating seramika alumina madio, araka ny aseho amin'ny Sary 5 (B2), na dia misy fantsona harafesina misy porous aza novokarina taorian'ny harafesina, ny rafitra matevina sy ny fanoherana ny harafesina tsara amin'ny coating seramika alumina madio dia manakana tsara ny fidiran'ny electrolyte, izay manazava ny antony mahatonga ny fanatsarana mahomby ny impedance amin'ny coating seramika alumina.
Ny endriky ny velaran'ny mwnt-cooh-sdbs, ny sosona misy graphene 0.2% ary ny sosona misy graphene 0.2% mwnt-cooh-sdbs sy graphene 0.2%. Hita fa fisaka ny rafitra ao amin'ny Sary 6 (B2 sy C2), tery ny fifamatorana eo amin'ireo poti-javatra ao amin'ny sosona, ary voafono mafy amin'ny lakaoly ireo poti-javatra mitambatra. Na dia simban'ny electrolyte aza ny velarany, dia vitsy kokoa ny fantsona mason-koditra miforona. Aorian'ny harafesina, dia matevina ny velaran'ny sosona ary vitsy ny rafitra lesoka. Ho an'ny Sary 6 (A1, A2), noho ny toetran'ny mwnt-cooh-sdbs, dia rafitra mason-koditra mizara mitovy ny sosona alohan'ny harafesina. Aorian'ny harafesina, dia lasa tery sy lava ny mason-koditra amin'ny ampahany tany am-boalohany, ary lasa lalindalina kokoa ny fantsona. Raha ampitahaina amin'ny Sary 6 (B2, C2), dia manana lesoka bebe kokoa ny rafitra, izay mifanaraka amin'ny fizarana haben'ny sandan'ny fanoherana ny sosona azo avy amin'ny fitsapana harafesina elektrokimia. Asehony fa ny sosona seramika alumina misy graphene, indrindra fa ny fifangaroan'ny graphene sy ny nanotube karbônina, no manana ny fanoherana tsara indrindra amin'ny harafesina. Izany dia satria ny firafitry ny nanotube karbônina sy ny graphene dia afaka manakana tsara ny fiparitahan'ny triatra ary miaro ny matrix.
7. Fifanakalozan-kevitra sy famintinana
Amin'ny alalan'ny fitsapana fanoherana ny harafesina amin'ny nanotubes karbônina sy ny akora fanampiny graphene amin'ny coating alumina seramika sy ny famakafakana ny firafitry ny velaran'ny coating, dia ireto manaraka ireto no fehin-kevitra azo:
(1) Rehefa 19 ora ny fotoana niharan'ny harafesina, rehefa nampiana "hybrid carbon nanotube" 0.2% + "graphene mixed alumina ceramic coating" 0.2%, dia nitombo avy amin'ny 2.890 × 10-6 A/cm2 ho 1.536 × 10-6 A/cm2 ny hakitroky ny "corrosion current"-ny, ary nitombo avy amin'ny 11388 Ω ho 28079 Ω ny "impedance" elektrika, ary ny fahombiazan'ny fanoherana ny harafesina no lehibe indrindra, 46.85%. Raha ampitahaina amin'ny "pure alumina ceramic coating", ny "composite coating" misy "graphene" sy "carbon nanotubes" dia manana fanoherana ny harafesina tsara kokoa.
(2) Miaraka amin'ny fitomboan'ny fotoana fandevenana ny elektrolita, dia miditra ao amin'ny velaran'ny coating/substrate ny elektrolita ka mamokatra sarimihetsika oksida metaly, izay manakana ny fidiran'ny elektrolita ao amin'ny substrate. Mihena aloha ny fanoherana elektrika ary avy eo mitombo, ary ratsy ny fanoherana ny harafesina amin'ny coating seramika alumina madio. Ny rafitra sy ny fiaraha-miasan'ny nanotubes karbônina sy ny graphene dia nanakana ny fidiran'ny elektrolita midina. Rehefa nalona nandritra ny 19.5 ora, dia nihena 22.94%, 25.60% ary 9.61% ny fanoherana elektrika amin'ny coating misy fitaovana nano, ary tsara ny fanoherana ny harafesina amin'ny coating.
(3) Noho ny toetran'ny nanotubes karbônina, ny sosona nasiana nanotubes karbônina irery dia manana rafitra porous miparitaka mitovy alohan'ny harafesina. Aorian'ny harafesina, dia mihatery sy lava ny mason'ny ampahany tany am-boalohany, ary miha-lalina kokoa ny fantsona. Ny sosona misy graphene dia manana rafitra fisaka alohan'ny harafesina, mifanakaiky ny fitambaran'ny poti-javatra ao amin'ny sosona, ary voafono mafy amin'ny lakaoly ny poti-javatra mitambatra. Na dia simban'ny electrolyte aza ny velarana aorian'ny harafesina, dia vitsy ny fantsona mason'ny singa ary mbola matevina ny rafitra. Ny rafitry ny nanotubes karbônina sy ny graphene dia afaka manakana tsara ny fihanaky ny triatra ary miaro ny matrix.
Fotoana fandefasana: 09 Martsa 2022