1. Подготовка на премазот
За да се олесни подоцнежниот електрохемиски тест, како основа е избран нерѓосувачки челик 30 mm × 4 mm 304. Исполирајте и отстранете го преостанатиот оксиден слој и 'рѓосувачките дамки од површината на подлогата со шмиргла, ставете ги во чаша што содржи ацетон, третирајте ги дамките од површината на подлогата со ултразвучно средство за чистење bg-06c на компанијата за електроника Bangjie во траење од 20 минути, отстранете ги остатоците од абење на површината на металната подлога со алкохол и дестилирана вода и исушете ги со дувач. Потоа, беа подготвени алумина (Al2O3), графен и хибридни јаглеродни наноцевки (mwnt-coohsdbs) во пропорции (100: 0: 0, 99,8: 0,2: 0, 99,8: 0: 0,2, 99,6: 0,2: 0,2) и ставете ги во топчеста мелница (qm-3sp2 на фабриката за инструменти Nanda во Нанџинг) за топчесто мелење и мешање. Брзината на ротација на топчестата мелница беше поставена на 220 вртежи во минута, а топчестата мелница беше свртена на
По топчестото глодање, поставете ја брзината на ротација на резервоарот за топчесто глодање на 1/2 наизменично откако ќе заврши топчестото глодање, и поставете ја брзината на ротација на резервоарот за топчесто глодање на 1/2 наизменично откако ќе заврши топчестото глодање. Керамичкиот агрегат и врзивно средство се мешаат рамномерно според масовниот удел од 1,0 ∶ 0,8. Конечно, лепливиот керамички слој е добиен со процес на стврднување.
2. Тест за корозија
Во оваа студија, тестот за електрохемиска корозија е применет на електрохемиската работна станица Шангај Ченхуа чи660е, а тестот користи систем за тестирање со три електроди. Платинската електрода е помошна електрода, сребрената електрода од сребро хлорид е референтна електрода, а обложениот примерок е работна електрода, со ефективна површина на изложеност од 1cm2. Поврзете ја референтната електрода, работната електрода и помошната електрода во електролитската ќелија со инструментот, како што е прикажано на сликите 1 и 2. Пред тестот, потопете го примерокот во електролитот, кој е 3,5% раствор на NaCl.
3. Тафелова анализа на електрохемиска корозија на премази
Сл. 3 ја прикажува Тафеловата крива на необложена подлога и керамички премаз обложен со различни нано адитиви по електрохемиска корозија од 19 часа. Податоците од тестот за напон на корозија, густина на струја на корозија и електрична импеданса добиени од тестот за електрохемиска корозија се прикажани во Табела 1.
Испрати
Кога густината на струјата на корозија е помала, а ефикасноста на отпорност на корозија е поголема, ефектот на отпорност на корозија на облогата е подобар. Од Слика 3 и Табела 1 може да се види дека кога времето на корозија е 19 часа, максималниот напон на корозија на голата метална матрица е -0,680 V, а густината на струјата на корозија на матрицата е исто така најголема, достигнувајќи 2,890 × 10-6 A/cm2. Кога е обложена со керамички премаз од чист алумина, густината на струјата на корозија се намалила на 78%, а PE била 22,01%. Тоа покажува дека керамичкиот премаз игра подобра заштитна улога и може да ја подобри отпорноста на корозија на облогата во неутрален електролит.
Кога на премазот се додадоа 0,2% mwnt-cooh-sdbs или 0,2% графен, густината на струјата на корозија се намали, отпорноста се зголеми, а отпорноста на корозија на премазот дополнително се подобри, со PE од 38,48% и 40,10% соодветно. Кога површината е обложена со 0,2% mwnt-cooh-sdbs и 0,2% премаз од мешан алуминиум графин, струјата на корозија дополнително се намалува од 2,890 × 10-6 A/cm2 на 1,536 × 10-6 A/cm2, максималната вредност на отпор се зголеми од 11388 Ω на 28079 Ω, а PE на премазот може да достигне 46,85%. Тоа покажува дека подготвениот целен производ има добра отпорност на корозија, а синергистичкиот ефект на јаглеродните наноцевки и графенот може ефикасно да ја подобри отпорноста на корозија на керамичкиот премаз.
4. Влијание на времето на натопување врз импедансата на облогата
Со цел понатамошно истражување на отпорноста на корозија на премазот, земајќи го предвид влијанието на времето на потопување на примерокот во електролитот врз тестот, се добиваат криви на промена на отпорноста на четирите премази при различно време на потопување, како што е прикажано на Слика 4.
Испрати
Во почетната фаза на потопување (10 часа), поради добрата густина и структура на облогата, електролитот е тешко да се потопи во облогата. Во овој момент, керамичката облога покажува висока отпорност. По потопување одреден временски период, отпорноста значително се намалува, бидејќи со текот на времето, електролитот постепено формира корозивен канал низ порите и пукнатините во облогата и продира во матрицата, што резултира со значително намалување на отпорноста на облогата.
Во втората фаза, кога продуктите од корозија се зголемуваат до одредена количина, дифузијата се блокира и јазот постепено се блокира. Во исто време, кога електролитот навлегува во врзувачката површина на долниот слој/матрицата што го поврзува поврзувањето, молекулите на водата ќе реагираат со елементот Fe во матрицата на спојот облога/матрица за да создадат тенок метален оксиден филм, што го попречува навлегувањето на електролитот во матрицата и ја зголемува вредноста на отпорот. Кога голата метална матрица е електрохемиски кородирана, поголемиот дел од зелените флокулентни талози се создаваат на дното на електролитот. Електролитичкиот раствор не ја променил бојата при електролизирање на обложениот примерок, што може да го докаже постоењето на горенаведената хемиска реакција.
Поради краткото време на натопување и големите фактори на надворешно влијание, со цел дополнително да се добие точната врска на промената на електрохемиските параметри, анализирани се Тафеловите криви од 19 часа и 19,5 часа. Густината на струјата на корозија и отпорноста добиени со софтверот за анализа zsimpwin се прикажани во Табела 2. Може да се види дека кога се натопени 19 часа, во споредба со голата подлога, густината на струјата на корозија на чистата алумина и композитната обвивка од алумина што содржи наноадитивни материјали е помала, а вредноста на отпорот е поголема. Вредноста на отпорот на керамичката обвивка што содржи јаглеродни наноцевки и обвивката што содржи графен е скоро иста, додека структурата на обвивката со јаглеродни наноцевки и графенски композитни материјали е значително подобрена. Ова е затоа што синергистичкиот ефект на еднодимензионалните јаглеродни наноцевки и дводимензионалниот графен ја подобрува отпорноста на корозија на материјалот.
Со зголемување на времето на потопување (19,5 часа), отпорноста на голата подлога се зголемува, што укажува дека е во втората фаза на корозија и на површината на подлогата се создава метален оксиден филм. Слично на тоа, со зголемување на времето, отпорноста на керамичкиот премаз од чист алумина исто така се зголемува, што укажува дека во овој момент, иако постои ефект на забавување на керамичкиот премаз, електролитот навлегол во сврзувачката површина на премазот/матрицата и создал оксиден филм преку хемиска реакција.
Во споредба со премазот од алуминиум што содржи 0,2% mwnt-cooh-sdbs, премазот од алуминиум што содржи 0,2% графен и премазот од алуминиум што содржи 0,2% mwnt-cooh-sdbs и 0,2% графен, отпорноста на премазот значително се намалила со зголемувањето на времето, намалена за 22,94%, 25,60% и 9,61% соодветно, што укажува дека електролитот не навлегол во спојот помеѓу премазот и подлогата во тој момент. Ова е затоа што структурата на јаглеродните наноцевки и графенот го блокира навлегувањето на електролитот надолу, со што се заштитува матрицата. Синергистичкиот ефект на двата е дополнително потврден. Премазот што содржи два наноматеријали има подобра отпорност на корозија.
Преку Тафеловата крива и кривата на промена на вредноста на електричната импеданса, се открива дека керамичката обвивка од алуминиум со графен, јаглеродни наноцевки и нивна мешавина може да ја подобри отпорноста на корозија на металната матрица, а синергистичкиот ефект на двете може дополнително да ја подобри отпорноста на корозија на лепливата керамичка обвивка. Со цел понатамошно истражување на ефектот на нано адитивите врз отпорноста на корозија на облогата, беше набљудувана микроморфологијата на површината на облогата по корозијата.
Испрати
Слика 5 (A1, A2, B1, B2) ја прикажува површинската морфологија на изложениот нерѓосувачки челик 304 и обложената керамика од чист алуминиум при различно зголемување по корозијата. Слика 5 (A2) покажува дека површината по корозијата станува груба. За голата подлога, на површината се појавуваат неколку големи корозивни јами по потопувањето во електролит, што укажува дека отпорноста на корозија на матрицата од голи метали е слаба и дека електролитот лесно продира во матрицата. За керамичката обвивка од чист алуминиум алуминиум, како што е прикажано на Слика 5 (B2), иако по корозијата се генерираат порозни канали на корозија, релативно густата структура и одличната отпорност на корозија на керамичката обвивка од чист алуминиум алуминиум ефикасно го блокираат навлегувањето на електролитот, што ја објаснува причината за ефикасното подобрување на импедансата на керамичката обвивка од алуминиум алуминиум.
Испрати
Морфологија на површината на mwnt-cooh-sdbs, премази што содржат 0,2% графен и премази што содржат 0,2% mwnt-cooh-sdbs и 0,2% графен. Може да се види дека двата премази што содржат графен на Слика 6 (B2 и C2) имаат рамна структура, врзувањето помеѓу честичките во премазот е цврсто, а агрегатните честички се цврсто обвиткани со лепило. Иако површината е еродирана од електролит, се формираат помалку пори. По корозијата, површината на премазот е густа и има малку дефектни структури. За Слика 6 (A1, A2), поради карактеристиките на mwnt-cooh-sdbs, премазот пред корозијата е рамномерно распределена порозна структура. По корозијата, порите на оригиналниот дел стануваат тесни и долги, а каналот станува подлабок. Во споредба со Слика 6 (B2, C2), структурата има повеќе дефекти, што е во согласност со распределбата на големината на вредноста на импедансата на премазот добиена од тестот за електрохемиска корозија. Покажува дека керамичкиот премаз од алумина што содржи графен, особено мешавината од графен и јаглеродни наноцевки, има најдобра отпорност на корозија. Ова е затоа што структурата на јаглеродните наноцевки и графенот може ефикасно да ја блокира дифузијата на пукнатини и да ја заштити матрицата.
5. Дискусија и резиме
Преку тестот за отпорност на корозија на јаглеродни наноцевки и графенски адитиви на алуминиумска керамичка обвивка и анализата на површинската микроструктура на обвивката, се извлекуваат следните заклучоци:
(1) Кога времето на корозија беше 19 часа, со додавање на 0,2% хибридна јаглеродна наноцевка + 0,2% керамичка обвивка од алуминиум-модул мешан материјал од графен, густината на струјата на корозија се зголеми од 2,890 × 10-6 A/cm2 на 1,536 × 10-6 A/cm2, електричната импеданса се зголеми од 11388 Ω на 28079 Ω, а ефикасноста на отпорност на корозија е најголема, 46,85%. Во споредба со керамичката обвивка од чист алуминиум-модул, композитната обвивка со графен и јаглеродни наноцевки има подобра отпорност на корозија.
(2) Со зголемување на времето на потопување на електролитот, електролитот продира во површината на спојот на премазот/подлогата за да произведе метален оксиден филм, што го попречува пенетрацијата на електролитот во подлогата. Електричната импеданса прво се намалува, а потоа се зголемува, а отпорноста на корозија на керамичкиот премаз од чист алуминиум е слаба. Структурата и синергијата на јаглеродните наноцевки и графенот го блокираа пенетрацијата на електролитот надолу. Кога се потопуваше 19,5 часа, електричната импеданса на премазот што содржи наноматеријали се намали за 22,94%, 25,60% и 9,61% соодветно, а отпорноста на корозија на премазот беше добра.
6. Механизам на влијание врз отпорноста на корозија на облогата
Преку Тафеловата крива и кривата на промена на вредноста на електричната импеданса, се открива дека керамичката обвивка од алуминиум со графен, јаглеродни наноцевки и нивна мешавина може да ја подобри отпорноста на корозија на металната матрица, а синергистичкиот ефект на двете може дополнително да ја подобри отпорноста на корозија на лепливата керамичка обвивка. Со цел понатамошно истражување на ефектот на нано адитивите врз отпорноста на корозија на облогата, беше набљудувана микроморфологијата на површината на облогата по корозијата.
Слика 5 (A1, A2, B1, B2) ја прикажува површинската морфологија на изложениот нерѓосувачки челик 304 и обложената керамика од чист алуминиум при различно зголемување по корозијата. Слика 5 (A2) покажува дека површината по корозијата станува груба. За голата подлога, на површината се појавуваат неколку големи корозивни јами по потопувањето во електролит, што укажува дека отпорноста на корозија на матрицата од голи метали е слаба и дека електролитот лесно продира во матрицата. За керамичката обвивка од чист алуминиум алуминиум, како што е прикажано на Слика 5 (B2), иако по корозијата се генерираат порозни канали на корозија, релативно густата структура и одличната отпорност на корозија на керамичката обвивка од чист алуминиум алуминиум ефикасно го блокираат навлегувањето на електролитот, што ја објаснува причината за ефикасното подобрување на импедансата на керамичката обвивка од алуминиум алуминиум.
Морфологија на површината на mwnt-cooh-sdbs, премази што содржат 0,2% графен и премази што содржат 0,2% mwnt-cooh-sdbs и 0,2% графен. Може да се види дека двата премази што содржат графен на Слика 6 (B2 и C2) имаат рамна структура, врзувањето помеѓу честичките во премазот е цврсто, а агрегатните честички се цврсто обвиткани со лепило. Иако површината е еродирана од електролит, се формираат помалку пори. По корозијата, површината на премазот е густа и има малку дефектни структури. За Слика 6 (A1, A2), поради карактеристиките на mwnt-cooh-sdbs, премазот пред корозијата е рамномерно распределена порозна структура. По корозијата, порите на оригиналниот дел стануваат тесни и долги, а каналот станува подлабок. Во споредба со Слика 6 (B2, C2), структурата има повеќе дефекти, што е во согласност со распределбата на големината на вредноста на импедансата на премазот добиена од тестот за електрохемиска корозија. Покажува дека керамичкиот премаз од алумина што содржи графен, особено мешавината од графен и јаглеродни наноцевки, има најдобра отпорност на корозија. Ова е затоа што структурата на јаглеродните наноцевки и графенот може ефикасно да ја блокира дифузијата на пукнатини и да ја заштити матрицата.
7. Дискусија и резиме
Преку тестот за отпорност на корозија на јаглеродни наноцевки и графенски адитиви на алуминиумска керамичка обвивка и анализата на површинската микроструктура на обвивката, се извлекуваат следните заклучоци:
(1) Кога времето на корозија беше 19 часа, со додавање на 0,2% хибридна јаглеродна наноцевка + 0,2% керамичка обвивка од алуминиум-модул мешан материјал од графен, густината на струјата на корозија се зголеми од 2,890 × 10-6 A/cm2 на 1,536 × 10-6 A/cm2, електричната импеданса се зголеми од 11388 Ω на 28079 Ω, а ефикасноста на отпорност на корозија е најголема, 46,85%. Во споредба со керамичката обвивка од чист алуминиум-модул, композитната обвивка со графен и јаглеродни наноцевки има подобра отпорност на корозија.
(2) Со зголемување на времето на потопување на електролитот, електролитот продира во површината на спојот на премазот/подлогата за да произведе метален оксиден филм, што го попречува пенетрацијата на електролитот во подлогата. Електричната импеданса прво се намалува, а потоа се зголемува, а отпорноста на корозија на керамичкиот премаз од чист алуминиум е слаба. Структурата и синергијата на јаглеродните наноцевки и графенот го блокираа пенетрацијата на електролитот надолу. Кога се потопуваше 19,5 часа, електричната импеданса на премазот што содржи наноматеријали се намали за 22,94%, 25,60% и 9,61% соодветно, а отпорноста на корозија на премазот беше добра.
(3) Поради карактеристиките на јаглеродните наноцевки, облогата додадена само со јаглеродни наноцевки има рамномерно распределена порозна структура пред корозијата. По корозијата, порите на оригиналниот дел стануваат стеснети и долги, а каналите стануваат подлабоки. Облогата што содржи графен има рамна структура пред корозијата, комбинацијата помеѓу честичките во облогата е блиска, а агрегатните честички се цврсто обвиткани со лепило. Иако површината е еродирана од електролитот по корозијата, има малку канали со пори и структурата е сè уште густа. Структурата на јаглеродните наноцевки и графенот може ефикасно да го блокира ширењето на пукнатините и да ја заштити матрицата.
Време на објавување: 09.03.2022