बातम्या - ग्राफीन / कार्बन नॅनोट्यूब प्रबलित अॅल्युमिना सिरेमिक कोटिंगच्या गंज प्रतिकाराचा अभ्यास

१. कोटिंगची तयारी
नंतरच्या इलेक्ट्रोकेमिकल चाचणीसाठी, 30 मिमी × 4 मिमी 304 स्टेनलेस स्टील बेस म्हणून निवडले जाते. सब्सट्रेटच्या पृष्ठभागावरील अवशिष्ट ऑक्साईड थर आणि गंजाचे डाग सॅंडपेपरने पॉलिश करा आणि काढून टाका, त्यांना एसीटोन असलेल्या बीकरमध्ये ठेवा, सब्सट्रेटच्या पृष्ठभागावरील डागांना बँगजी इलेक्ट्रॉनिक्स कंपनीच्या bg-06c अल्ट्रासोनिक क्लीनरने 20 मिनिटे उपचार करा, धातूच्या सब्सट्रेटच्या पृष्ठभागावरील झीज अल्कोहोल आणि डिस्टिल्ड वॉटरने काढून टाका आणि ब्लोअरने वाळवा. नंतर, अॅल्युमिना (Al2O3), ग्राफीन आणि हायब्रिड कार्बन नॅनोट्यूब (mwnt-coohsdbs) प्रमाणात तयार केले गेले (100: 0: 0, 99.8: 0.2: 0, 99.8: 0: 0.2, 99.6: 0.2: 0.2), आणि बॉल मिलिंग आणि मिक्सिंगसाठी बॉल मिल (नानजिंग नंदा इन्स्ट्रुमेंट फॅक्टरी qm-3sp2) मध्ये टाका. बॉल मिलची फिरण्याची गती २२० आर/मिनिट वर सेट करण्यात आली आणि बॉल मिल चालू करण्यात आली

बॉल मिलिंगनंतर, बॉल मिलिंग पूर्ण झाल्यानंतर बॉल मिलिंग टँकचा रोटेशन स्पीड आळीपाळीने १/२ वर सेट करा आणि बॉल मिलिंग पूर्ण झाल्यानंतर बॉल मिलिंग टँकचा रोटेशन स्पीड आळीपाळीने १/२ वर सेट करा. बॉल मिल केलेले सिरेमिक अ‍ॅग्रीगेट आणि बाईंडर १.० ∶ ०.८ च्या वस्तुमान अंशानुसार समान रीतीने मिसळले जातात. शेवटी, क्युरिंग प्रक्रियेद्वारे चिकट सिरेमिक कोटिंग प्राप्त झाले.

२. गंज चाचणी
या अभ्यासात, इलेक्ट्रोकेमिकल गंज चाचणी शांघाय चेन्हुआ chi660e इलेक्ट्रोकेमिकल वर्कस्टेशनचा अवलंब करते आणि चाचणी तीन इलेक्ट्रोड चाचणी प्रणालीचा अवलंब करते. प्लॅटिनम इलेक्ट्रोड हा सहाय्यक इलेक्ट्रोड आहे, सिल्व्हर सिल्व्हर क्लोराइड इलेक्ट्रोड हा संदर्भ इलेक्ट्रोड आहे आणि लेपित नमुना हा कार्यरत इलेक्ट्रोड आहे, ज्याचे प्रभावी एक्सपोजर क्षेत्र 1 सेमी 2 आहे. आकृती 1 आणि 2 मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे, इलेक्ट्रोलाइटिक सेलमधील संदर्भ इलेक्ट्रोड, कार्यरत इलेक्ट्रोड आणि सहायक इलेक्ट्रोडला उपकरणाशी जोडा. चाचणीपूर्वी, नमुना इलेक्ट्रोलाइटमध्ये भिजवा, जे 3.5% NaCl द्रावण आहे.

३. कोटिंग्जच्या इलेक्ट्रोकेमिकल गंजचे टॅफेल विश्लेषण
आकृती ३ मध्ये १९ तासांसाठी इलेक्ट्रोकेमिकल गंजानंतर वेगवेगळ्या नॅनो अॅडिटीव्हसह लेपित नसलेल्या सब्सट्रेट आणि सिरेमिक कोटिंगचा टॅफेल वक्र दाखवला आहे. इलेक्ट्रोकेमिकल गंज चाचणीमधून मिळालेला गंज व्होल्टेज, गंज प्रवाह घनता आणि विद्युत प्रतिबाधा चाचणी डेटा तक्ता १ मध्ये दर्शविला आहे.

सबमिट करा
जेव्हा गंज प्रवाहाची घनता कमी असते आणि गंज प्रतिरोधक कार्यक्षमता जास्त असते, तेव्हा कोटिंगचा गंज प्रतिरोधक प्रभाव चांगला असतो. आकृती 3 आणि तक्ता 1 वरून असे दिसून येते की जेव्हा गंज वेळ 19 तास असतो, तेव्हा बेअर मेटल मॅट्रिक्सचा जास्तीत जास्त गंज व्होल्टेज -0.680 V असतो आणि मॅट्रिक्सचा गंज प्रवाह घनता देखील सर्वात मोठा असतो, जो 2.890 × 10-6 A/cm2 पर्यंत पोहोचतो. शुद्ध अॅल्युमिना सिरेमिक कोटिंगने लेपित केल्यावर, गंज प्रवाह घनता 78% पर्यंत कमी झाली आणि PE 22.01% होता. हे दर्शविते की सिरेमिक कोटिंग अधिक चांगली संरक्षणात्मक भूमिका बजावते आणि तटस्थ इलेक्ट्रोलाइटमध्ये कोटिंगचा गंज प्रतिकार सुधारू शकते.

जेव्हा कोटिंगमध्ये ०.२% mwnt-cooh-sdbs किंवा ०.२% ग्राफीन जोडले गेले, तेव्हा गंज प्रवाह घनता कमी झाली, प्रतिकार वाढला आणि कोटिंगचा गंज प्रतिकार आणखी सुधारला, अनुक्रमे ३८.४८% आणि ४०.१०% PE होता. जेव्हा पृष्ठभागावर ०.२% mwnt-cooh-sdbs आणि ०.२% ग्राफीन मिश्रित अॅल्युमिना कोटिंगचा लेप लावला जातो, तेव्हा गंज प्रवाह २.८९० × १०-६ A / cm2 वरून १.५३६ × १०-६ A / cm2 पर्यंत कमी होतो, कमाल प्रतिकार मूल्य, ११३८८ Ω वरून २८०७९ Ω पर्यंत वाढले आणि कोटिंगचा PE ४६.८५% पर्यंत पोहोचू शकतो. हे दर्शविते की तयार केलेल्या लक्ष्य उत्पादनात चांगला गंज प्रतिकार आहे आणि कार्बन नॅनोट्यूब आणि ग्राफीनचा सहक्रियात्मक प्रभाव सिरेमिक कोटिंगच्या गंज प्रतिकार प्रभावीपणे सुधारू शकतो.

४. भिजण्याच्या वेळेचा कोटिंग प्रतिबाधेवर होणारा परिणाम
कोटिंगच्या गंज प्रतिकाराचा अधिक अभ्यास करण्यासाठी, चाचणीवर इलेक्ट्रोलाइटमध्ये नमुन्याच्या विसर्जन वेळेचा प्रभाव लक्षात घेऊन, आकृती 4 मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे, वेगवेगळ्या विसर्जन वेळेवर चार कोटिंग्जच्या प्रतिकाराचे बदल वक्र मिळवले जातात.

सबमिट करा
विसर्जनाच्या सुरुवातीच्या टप्प्यावर (१० तास), कोटिंगची घनता आणि रचना चांगली असल्याने, इलेक्ट्रोलाइट कोटिंगमध्ये बुडवणे कठीण असते. यावेळी, सिरेमिक कोटिंग उच्च प्रतिकार दर्शवते. काही काळ भिजल्यानंतर, प्रतिकार लक्षणीयरीत्या कमी होतो, कारण कालांतराने, इलेक्ट्रोलाइट हळूहळू कोटिंगमधील छिद्र आणि क्रॅकमधून एक गंज चॅनेल तयार करते आणि मॅट्रिक्समध्ये प्रवेश करते, परिणामी कोटिंगच्या प्रतिकारात लक्षणीय घट होते.

दुसऱ्या टप्प्यात, जेव्हा गंज उत्पादने एका विशिष्ट प्रमाणात वाढतात, तेव्हा प्रसार अवरोधित केला जातो आणि अंतर हळूहळू अवरोधित केले जाते. त्याच वेळी, जेव्हा इलेक्ट्रोलाइट बाँडिंग तळाच्या थर / मॅट्रिक्सच्या बाँडिंग इंटरफेसमध्ये प्रवेश करते, तेव्हा पाण्याचे रेणू कोटिंग / मॅट्रिक्स जंक्शनवर मॅट्रिक्समधील Fe घटकाशी प्रतिक्रिया देतील आणि एक पातळ धातू ऑक्साईड फिल्म तयार करतील, जी मॅट्रिक्समध्ये इलेक्ट्रोलाइटच्या प्रवेशास अडथळा आणते आणि प्रतिकार मूल्य वाढवते. जेव्हा बेअर मेटल मॅट्रिक्स इलेक्ट्रोकेमिकली गंजलेला असतो, तेव्हा बहुतेक हिरवा फ्लोक्युलंट वर्षाव इलेक्ट्रोलाइटच्या तळाशी तयार होतो. लेपित नमुन्याचे इलेक्ट्रोलायझेशन करताना इलेक्ट्रोलाइटिक द्रावणाचा रंग बदलला नाही, जो वरील रासायनिक अभिक्रियेचे अस्तित्व सिद्ध करू शकतो.

कमी भिजवण्याच्या वेळेमुळे आणि मोठ्या बाह्य प्रभाव घटकांमुळे, इलेक्ट्रोकेमिकल पॅरामीटर्समधील अचूक बदल संबंध अधिक प्राप्त करण्यासाठी, १९ तास आणि १९.५ तासांच्या टॅफेल वक्रांचे विश्लेषण केले जाते. झेडसिम्पविन विश्लेषण सॉफ्टवेअरद्वारे मिळवलेली गंज प्रवाह घनता आणि प्रतिकार तक्ता २ मध्ये दर्शविला आहे. असे आढळून येते की १९ तास भिजवल्यावर, बेअर सब्सट्रेटच्या तुलनेत, नॅनो अॅडिटीव्ह मटेरियल असलेल्या शुद्ध अॅल्युमिना आणि अॅल्युमिना कंपोझिट कोटिंगची गंज प्रवाह घनता कमी असते आणि प्रतिकार मूल्य मोठे असते. कार्बन नॅनोट्यूब आणि ग्राफीन असलेल्या कोटिंगचे प्रतिरोध मूल्य जवळजवळ समान असते, तर कार्बन नॅनोट्यूब आणि ग्राफीन कंपोझिट मटेरियलसह कोटिंगची रचना लक्षणीयरीत्या वाढलेली असते, याचे कारण असे की एक-आयामी कार्बन नॅनोट्यूब आणि द्विमितीय ग्राफीनचा सहक्रियात्मक प्रभाव सामग्रीच्या गंज प्रतिकार सुधारतो.

विसर्जन वेळेत वाढ (१९.५ तास), बेअर सब्सट्रेटचा प्रतिकार वाढतो, जो दर्शवितो की तो गंजण्याच्या दुसऱ्या टप्प्यात आहे आणि सब्सट्रेटच्या पृष्ठभागावर धातूचा ऑक्साईड फिल्म तयार होते. त्याचप्रमाणे, वेळेच्या वाढीसह, शुद्ध अॅल्युमिना सिरेमिक कोटिंगचा प्रतिकार देखील वाढतो, जो दर्शवितो की यावेळी, सिरेमिक कोटिंगचा मंद प्रभाव असला तरी, इलेक्ट्रोलाइटने कोटिंग / मॅट्रिक्सच्या बाँडिंग इंटरफेसमध्ये प्रवेश केला आहे आणि रासायनिक अभिक्रियेद्वारे ऑक्साईड फिल्म तयार केली आहे.
०.२% mwnt-cooh-sdbs असलेल्या अॅल्युमिना कोटिंग, ०.२% ग्राफीन असलेल्या अॅल्युमिना कोटिंग आणि ०.२% mwnt-cooh-sdbs आणि ०.२% ग्राफीन असलेल्या अॅल्युमिना कोटिंगच्या तुलनेत, वेळेच्या वाढीसह कोटिंग प्रतिरोधकता लक्षणीयरीत्या कमी झाली, अनुक्रमे २२.९४%, २५.६०% आणि ९.६१% ने कमी झाली, हे दर्शविते की यावेळी इलेक्ट्रोलाइट कोटिंग आणि सब्सट्रेटमधील सांध्यामध्ये प्रवेश करत नाही, कारण कार्बन नॅनोट्यूब आणि ग्राफीनची रचना इलेक्ट्रोलाइटच्या खालच्या दिशेने प्रवेश रोखते, अशा प्रकारे मॅट्रिक्सचे संरक्षण करते. दोघांचा सहक्रियात्मक प्रभाव अधिक सत्यापित केला जातो. दोन नॅनो मटेरियल असलेल्या कोटिंगमध्ये चांगले गंज प्रतिरोधक क्षमता असते.

टाफेल वक्र आणि विद्युत प्रतिबाधा मूल्याच्या बदल वक्र द्वारे, असे आढळून आले की ग्राफीन, कार्बन नॅनोट्यूब आणि त्यांच्या मिश्रणासह अॅल्युमिना सिरेमिक कोटिंग धातूच्या मॅट्रिक्सच्या गंज प्रतिकारशक्तीमध्ये सुधारणा करू शकते आणि दोघांच्या सहक्रियात्मक प्रभावामुळे चिकट सिरेमिक कोटिंगच्या गंज प्रतिकारशक्तीमध्ये आणखी सुधारणा होऊ शकते. कोटिंगच्या गंज प्रतिकारावर नॅनो अॅडिटीव्हचा प्रभाव अधिक एक्सप्लोर करण्यासाठी, गंजानंतर कोटिंगच्या सूक्ष्म पृष्ठभागाच्या आकारविज्ञानाचे निरीक्षण करण्यात आले.

सबमिट करा

आकृती ५ (A1, A2, B1, B2) गंजानंतर वेगवेगळ्या वाढीवर उघड्या 304 स्टेनलेस स्टील आणि लेपित शुद्ध अॅल्युमिना सिरेमिकच्या पृष्ठभागाचे आकारविज्ञान दर्शविते. आकृती ५ (A2) दर्शविते की गंजानंतर पृष्ठभाग खडबडीत होतो. बेअर सब्सट्रेटसाठी, इलेक्ट्रोलाइटमध्ये बुडवल्यानंतर पृष्ठभागावर अनेक मोठे गंज खड्डे दिसतात, जे दर्शविते की बेअर मेटल मॅट्रिक्सचा गंज प्रतिकार कमी आहे आणि इलेक्ट्रोलाइट मॅट्रिक्समध्ये प्रवेश करणे सोपे आहे. शुद्ध अॅल्युमिना सिरेमिक कोटिंगसाठी, आकृती ५ (B2) मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे, जरी गंजानंतर सच्छिद्र गंज चॅनेल तयार होतात, तरी शुद्ध अॅल्युमिना सिरेमिक कोटिंगची तुलनेने दाट रचना आणि उत्कृष्ट गंज प्रतिकार इलेक्ट्रोलाइटच्या आक्रमणाला प्रभावीपणे रोखते, जे एल्युमिना सिरेमिक कोटिंगच्या प्रतिबाधाच्या प्रभावी सुधारणेचे कारण स्पष्ट करते.

सबमिट करा

mwnt-cooh-sdbs, ०.२% ग्राफीन असलेले कोटिंग्ज आणि ०.२% mwnt-cooh-sdbs आणि ०.२% ग्राफीन असलेले कोटिंग्ज यांचे पृष्ठभाग आकारविज्ञान. आकृती ६ (B2 आणि C2) मधील ग्राफीन असलेल्या दोन कोटिंग्जची रचना सपाट आहे, कोटिंगमधील कणांमधील बंधन घट्ट आहे आणि एकत्रित कण चिकटवण्याने घट्ट गुंडाळलेले आहेत हे दिसून येते. जरी पृष्ठभाग इलेक्ट्रोलाइटने क्षीण झाला असला तरी, कमी छिद्र वाहिन्या तयार होतात. गंजानंतर, कोटिंग पृष्ठभाग दाट असतो आणि काही दोष संरचना असतात. आकृती ६ (A1, A2) साठी, mwnt-cooh-sdbs च्या वैशिष्ट्यांमुळे, गंजण्यापूर्वीचा कोटिंग एकसमान वितरित सच्छिद्र रचना आहे. गंजानंतर, मूळ भागाचे छिद्र अरुंद आणि लांब होतात आणि चॅनेल खोल होते. आकृती ६ (B2, C2) च्या तुलनेत, संरचनेत अधिक दोष आहेत, जे इलेक्ट्रोकेमिकल गंज चाचणीमधून मिळवलेल्या कोटिंग प्रतिबाधा मूल्याच्या आकार वितरणाशी सुसंगत आहे. हे दर्शविते की ग्राफीन असलेले अॅल्युमिना सिरेमिक कोटिंग, विशेषतः ग्राफीन आणि कार्बन नॅनोट्यूबचे मिश्रण, सर्वोत्तम गंज प्रतिरोधक आहे. कारण कार्बन नॅनोट्यूब आणि ग्राफीनची रचना प्रभावीपणे क्रॅक प्रसार रोखू शकते आणि मॅट्रिक्सचे संरक्षण करू शकते.

५. चर्चा आणि सारांश
अॅल्युमिना सिरेमिक कोटिंगवरील कार्बन नॅनोट्यूब आणि ग्राफीन अॅडिटीव्हजच्या गंज प्रतिरोध चाचणीद्वारे आणि कोटिंगच्या पृष्ठभागाच्या सूक्ष्म संरचनेचे विश्लेषण करून, खालील निष्कर्ष काढले जातात:

(१) जेव्हा गंजण्याचा वेळ १९ तासांचा होता, तेव्हा ०.२% हायब्रिड कार्बन नॅनोट्यूब + ०.२% ग्राफीन मिश्रित मटेरियल अॅल्युमिना सिरेमिक कोटिंग जोडल्याने, गंज प्रवाह घनता २.८९० × १०-६ A / cm२ वरून १.५३६ × १०-६ A / cm२ पर्यंत वाढली, विद्युत प्रतिबाधा ११३८८ Ω वरून २८०७९ Ω पर्यंत वाढली आणि गंज प्रतिरोधक कार्यक्षमता सर्वात मोठी, ४६.८५% आहे. शुद्ध अॅल्युमिना सिरेमिक कोटिंगच्या तुलनेत, ग्राफीन आणि कार्बन नॅनोट्यूबसह संमिश्र कोटिंगमध्ये चांगले गंज प्रतिरोधक क्षमता असते.

(२) इलेक्ट्रोलाइटच्या विसर्जन वेळेत वाढ झाल्यामुळे, इलेक्ट्रोलाइट कोटिंग / सब्सट्रेटच्या संयुक्त पृष्ठभागावर प्रवेश करते आणि मेटल ऑक्साईड फिल्म तयार करते, ज्यामुळे सब्सट्रेटमध्ये इलेक्ट्रोलाइटच्या प्रवेशास अडथळा येतो. विद्युत प्रतिबाधा प्रथम कमी होते आणि नंतर वाढते आणि शुद्ध अॅल्युमिना सिरेमिक कोटिंगचा गंज प्रतिकार कमी असतो. कार्बन नॅनोट्यूब आणि ग्राफीनची रचना आणि समन्वय इलेक्ट्रोलाइटच्या खालच्या दिशेने प्रवेशास अडथळा आणतो. १९.५ तास भिजवल्यावर, नॅनो मटेरियल असलेल्या कोटिंगचा विद्युत प्रतिबाधा अनुक्रमे २२.९४%, २५.६०% आणि ९.६१% ने कमी झाला आणि कोटिंगचा गंज प्रतिकार चांगला होता.

६. कोटिंगच्या गंज प्रतिकाराची प्रभाव यंत्रणा
टाफेल वक्र आणि विद्युत प्रतिबाधा मूल्याच्या बदल वक्र द्वारे, असे आढळून आले की ग्राफीन, कार्बन नॅनोट्यूब आणि त्यांच्या मिश्रणासह अॅल्युमिना सिरेमिक कोटिंग धातूच्या मॅट्रिक्सच्या गंज प्रतिकारशक्तीमध्ये सुधारणा करू शकते आणि दोघांच्या सहक्रियात्मक प्रभावामुळे चिकट सिरेमिक कोटिंगच्या गंज प्रतिकारशक्तीमध्ये आणखी सुधारणा होऊ शकते. कोटिंगच्या गंज प्रतिकारावर नॅनो अॅडिटीव्हचा प्रभाव अधिक एक्सप्लोर करण्यासाठी, गंजानंतर कोटिंगच्या सूक्ष्म पृष्ठभागाच्या आकारविज्ञानाचे निरीक्षण करण्यात आले.

७. चर्चा आणि सारांश
अॅल्युमिना सिरेमिक कोटिंगवरील कार्बन नॅनोट्यूब आणि ग्राफीन अॅडिटीव्हजच्या गंज प्रतिरोध चाचणीद्वारे आणि कोटिंगच्या पृष्ठभागाच्या सूक्ष्म संरचनेचे विश्लेषण करून, खालील निष्कर्ष काढले जातात:

(३) कार्बन नॅनोट्यूबच्या वैशिष्ट्यांमुळे, कार्बन नॅनोट्यूबसह जोडलेल्या कोटिंगमध्ये गंजण्यापूर्वी एकसमान वितरित सच्छिद्र रचना असते. गंज झाल्यानंतर, मूळ भागाचे छिद्र अरुंद आणि लांब होतात आणि चॅनेल अधिक खोल होतात. ग्राफीन असलेल्या कोटिंगमध्ये गंजण्यापूर्वी सपाट रचना असते, कोटिंगमधील कणांमधील संयोजन जवळ असते आणि एकत्रित कण चिकटवण्याने घट्ट गुंडाळलेले असतात. गंजल्यानंतर पृष्ठभाग इलेक्ट्रोलाइटने क्षीण होत असला तरी, काही छिद्र चॅनेल असतात आणि रचना अजूनही दाट असते. कार्बन नॅनोट्यूब आणि ग्राफीनची रचना क्रॅक प्रसार प्रभावीपणे रोखू शकते आणि मॅट्रिक्सचे संरक्षण करू शकते.

पोस्ट वेळ: मार्च-०९-२०२२