समाचार - ग्राफिन / कार्बन नानोट्यूब प्रबलित एल्युमिना सिरेमिक कोटिंगको जंग प्रतिरोधमा अध्ययन

१. कोटिंग तयारी
पछिको इलेक्ट्रोकेमिकल परीक्षणलाई सहज बनाउन, ३० मिमी × ४ मिमी ३०४ स्टेनलेस स्टीललाई आधारको रूपमा छनोट गरिएको छ। सब्सट्रेटको सतहमा रहेको अवशिष्ट अक्साइड तह र खियाका दागहरूलाई स्यान्डपेपरले पालिस गर्नुहोस् र हटाउनुहोस्, एसीटोन भएको बीकरमा राख्नुहोस्, सब्सट्रेटको सतहमा रहेको दागलाई बान्जी इलेक्ट्रोनिक्स कम्पनीको bg-06c अल्ट्रासोनिक क्लीनरले २० मिनेटको लागि उपचार गर्नुहोस्, धातुको सब्सट्रेटको सतहमा रहेको पहिरनको मलबेलाई अल्कोहल र डिस्टिल्ड पानीले हटाउनुहोस्, र ब्लोअरले सुकाउनुहोस्। त्यसपछि, एल्युमिना (Al2O3), ग्राफिन र हाइब्रिड कार्बन नानोट्यूब (mwnt-coohsdbs) अनुपातमा तयार पारियो (१००: ०: ०, ९९.८: ०.२: ०, ९९.८: ०: ०.२, ९९.६: ०.२: ०.२), र बल मिलिङ र मिश्रणको लागि बल मिल (नान्जिङ नान्डा उपकरण कारखानाको qm-3sp2) मा राखियो। बल मिलको घुम्ने गति २२० आर/मिनेटमा सेट गरिएको थियो, र बल मिललाई घुमाइएको थियो

बल मिलिङ पछि, बल मिलिङ पूरा भएपछि बल मिलिङ ट्याङ्कीको घुमाउने गतिलाई वैकल्पिक रूपमा १/२ मा सेट गर्नुहोस्, र बल मिलिङ पूरा भएपछि बल मिलिङ ट्याङ्कीको घुमाउने गतिलाई वैकल्पिक रूपमा १/२ मा सेट गर्नुहोस्। बल मिल गरिएको सिरेमिक एग्रीगेट र बाइन्डरलाई १.० ∶ ०.८ को द्रव्यमान अंश अनुसार समान रूपमा मिसाइन्छ। अन्तमा, टाँसिने सिरेमिक कोटिंग उपचार प्रक्रियाद्वारा प्राप्त गरियो।

२. जंग परीक्षण
यस अध्ययनमा, इलेक्ट्रोकेमिकल जंग परीक्षणले Shanghai Chenhua chi660e इलेक्ट्रोकेमिकल वर्कस्टेशनलाई अपनाउँछ, र परीक्षणले तीन इलेक्ट्रोड परीक्षण प्रणालीलाई अपनाउँछ। प्लेटिनम इलेक्ट्रोड सहायक इलेक्ट्रोड हो, चाँदीको चाँदीको क्लोराइड इलेक्ट्रोड सन्दर्भ इलेक्ट्रोड हो, र लेपित नमूना काम गर्ने इलेक्ट्रोड हो, जसको प्रभावकारी एक्सपोजर क्षेत्र 1cm2 छ। चित्र १ र २ मा देखाइए अनुसार, इलेक्ट्रोलाइटिक सेलमा सन्दर्भ इलेक्ट्रोड, काम गर्ने इलेक्ट्रोड र सहायक इलेक्ट्रोडलाई उपकरणसँग जोड्नुहोस्। परीक्षण गर्नु अघि, नमूनालाई इलेक्ट्रोलाइटमा भिजाउनुहोस्, जुन 3.5% NaCl घोल हो।

३. कोटिंग्सको इलेक्ट्रोकेमिकल जंगको टाफेल विश्लेषण
चित्र ३ ले १९ घण्टाको लागि इलेक्ट्रोकेमिकल जंग पछि विभिन्न न्यानो एडिटिभहरूसँग लेपित अनकोटेड सब्सट्रेट र सिरेमिक कोटिंगको टाफेल कर्भ देखाउँछ। इलेक्ट्रोकेमिकल जंग परीक्षणबाट प्राप्त जंग भोल्टेज, जंग वर्तमान घनत्व र विद्युतीय प्रतिबाधा परीक्षण डेटा तालिका १ मा देखाइएको छ।

पेश गर्नुहोस्
जब जंग वर्तमान घनत्व कम हुन्छ र जंग प्रतिरोध क्षमता बढी हुन्छ, कोटिंगको जंग प्रतिरोध प्रभाव राम्रो हुन्छ। चित्र ३ र तालिका १ बाट देख्न सकिन्छ कि जब जंग समय १९ घण्टा हुन्छ, बेयर मेटल म्याट्रिक्सको अधिकतम जंग भोल्टेज -०.६८० V हुन्छ, र म्याट्रिक्सको जंग वर्तमान घनत्व पनि सबैभन्दा ठूलो हुन्छ, २.८९० × १०-६ A/cm२ सम्म पुग्छ। शुद्ध एल्युमिना सिरेमिक कोटिंगले लेपित गर्दा, जंग वर्तमान घनत्व ७८% मा घट्यो र PE २२.०१% थियो। यसले देखाउँछ कि सिरेमिक कोटिंगले राम्रो सुरक्षात्मक भूमिका खेल्छ र तटस्थ इलेक्ट्रोलाइटमा कोटिंगको जंग प्रतिरोध सुधार गर्न सक्छ।

जब ०.२% mwnt-cooh-sdbs वा ०.२% ग्राफिन कोटिंगमा थपियो, जंग वर्तमान घनत्व घट्यो, प्रतिरोध बढ्यो, र कोटिंगको जंग प्रतिरोध अझ सुधार भयो, क्रमशः ३८.४८% र ४०.१०% को PE संग। जब सतहलाई ०.२% mwnt-cooh-sdbs र ०.२% ग्राफिन मिश्रित एल्युमिना कोटिंगले लेपित गरिन्छ, जंग वर्तमान २.८९० × १०-६ A / cm2 बाट घटेर १.५३६ × १०-६ A / cm2 मा घटाइन्छ, अधिकतम प्रतिरोध मान, ११३८८ Ω बाट २८०७९ Ω सम्म बढ्यो, र कोटिंगको PE ४६.८५% सम्म पुग्न सक्छ। यसले देखाउँछ कि तयार गरिएको लक्ष्य उत्पादनमा राम्रो जंग प्रतिरोध छ, र कार्बन नानोट्यूब र ग्राफिनको समन्वयात्मक प्रभावले सिरेमिक कोटिंगको जंग प्रतिरोधलाई प्रभावकारी रूपमा सुधार गर्न सक्छ।

४. कोटिंग प्रतिबाधामा भिजाउने समयको प्रभाव
कोटिंगको जंग प्रतिरोधको थप अन्वेषण गर्न, परीक्षणमा इलेक्ट्रोलाइटमा नमूनाको डुबाउने समयको प्रभावलाई विचार गर्दै, चित्र ४ मा देखाइए अनुसार, फरक-फरक डुबाउने समयमा चार कोटिंग्सको प्रतिरोधको परिवर्तन वक्रहरू प्राप्त गरिन्छ।

पेश गर्नुहोस्
डुबाउने सुरुवाती चरणमा (१० घण्टा), कोटिंगको राम्रो घनत्व र संरचनाको कारण, इलेक्ट्रोलाइटलाई कोटिंगमा डुबाउन गाह्रो हुन्छ। यस समयमा, सिरेमिक कोटिंगले उच्च प्रतिरोध देखाउँछ। केही समयको लागि भिजेपछि, प्रतिरोध उल्लेखनीय रूपमा घट्छ, किनभने समय बित्दै जाँदा, इलेक्ट्रोलाइटले बिस्तारै कोटिंगमा रहेका छिद्रहरू र दरारहरू मार्फत क्षरण च्यानल बनाउँछ र म्याट्रिक्समा प्रवेश गर्छ, जसले गर्दा कोटिंगको प्रतिरोधमा उल्लेखनीय कमी आउँछ।

दोस्रो चरणमा, जब जंग उत्पादनहरू निश्चित मात्रामा बढ्छन्, प्रसार अवरुद्ध हुन्छ र अन्तर बिस्तारै अवरुद्ध हुन्छ। एकै समयमा, जब इलेक्ट्रोलाइट बन्डिङ तल्लो तह / म्याट्रिक्सको बन्डिङ इन्टरफेसमा प्रवेश गर्छ, पानीका अणुहरूले कोटिंग / म्याट्रिक्स जंक्शनमा म्याट्रिक्समा रहेको Fe तत्वसँग प्रतिक्रिया गर्नेछन् जसले पातलो धातु अक्साइड फिल्म उत्पादन गर्नेछ, जसले म्याट्रिक्समा इलेक्ट्रोलाइटको प्रवेशलाई बाधा पुर्‍याउँछ र प्रतिरोध मान बढाउँछ। जब नाङ्गो धातु म्याट्रिक्स इलेक्ट्रोकेमिकली जंगिएको हुन्छ, इलेक्ट्रोलाइटको तल धेरैजसो हरियो फ्लोकुलेन्ट वर्षा उत्पादन हुन्छ। लेपित नमूनालाई इलेक्ट्रोलाइज गर्दा इलेक्ट्रोलाइटिक घोलले रंग परिवर्तन गरेन, जसले माथिको रासायनिक प्रतिक्रियाको अस्तित्व प्रमाणित गर्न सक्छ।

छोटो भिजाउने समय र ठूला बाह्य प्रभाव कारकहरूका कारण, इलेक्ट्रोकेमिकल प्यारामिटरहरूको सही परिवर्तन सम्बन्ध प्राप्त गर्न, १९ घण्टा र १९.५ घण्टाको टाफेल वक्रहरूको विश्लेषण गरिन्छ। zsimpwin विश्लेषण सफ्टवेयरद्वारा प्राप्त गरिएको जंग वर्तमान घनत्व र प्रतिरोध तालिका २ मा देखाइएको छ। यो पाउन सकिन्छ कि १९ घण्टाको लागि भिजाउँदा, नाङ्गो सब्सट्रेटको तुलनामा, शुद्ध एल्युमिना र न्यानो एडिटिभ सामग्रीहरू भएको एल्युमिना कम्पोजिट कोटिंगको जंग वर्तमान घनत्व सानो हुन्छ र प्रतिरोध मान ठूलो हुन्छ। कार्बन नानोट्यूबहरू भएको सिरेमिक कोटिंग र ग्राफिन भएको कोटिंगको प्रतिरोध मान लगभग समान हुन्छ, जबकि कार्बन नानोट्यूबहरू र ग्राफिन कम्पोजिट सामग्रीहरूसँगको कोटिंग संरचना उल्लेखनीय रूपमा बढाइएको हुन्छ, यो किनभने एक-आयामी कार्बन नानोट्यूबहरू र दुई-आयामी ग्राफिनको समन्वयात्मक प्रभावले सामग्रीको जंग प्रतिरोधलाई सुधार गर्दछ।

विसर्जन समय (१९.५ घण्टा) बढ्दै जाँदा, नाङ्गो सब्सट्रेटको प्रतिरोध बढ्छ, जसले यो क्षरणको दोस्रो चरणमा रहेको संकेत गर्छ र सब्सट्रेटको सतहमा धातु अक्साइड फिल्म उत्पादन हुन्छ। त्यस्तै गरी, समय बढ्दै जाँदा, शुद्ध एल्युमिना सिरेमिक कोटिंगको प्रतिरोध पनि बढ्छ, जसले यस समयमा, सिरेमिक कोटिंगको ढिलो प्रभाव भए पनि, इलेक्ट्रोलाइटले कोटिंग / म्याट्रिक्सको बन्धन इन्टरफेसमा प्रवेश गरेको छ, र रासायनिक प्रतिक्रिया मार्फत अक्साइड फिल्म उत्पादन गरेको छ।
०.२% mwnt-cooh-sdbs भएको एल्युमिना कोटिंग, ०.२% ग्राफिन भएको एल्युमिना कोटिंग र ०.२% mwnt-cooh-sdbs र ०.२% ग्राफिन भएको एल्युमिना कोटिंगको तुलनामा, कोटिंग प्रतिरोध समयको वृद्धिसँगै उल्लेखनीय रूपमा घट्यो, क्रमशः २२.९४%, २५.६०% र ९.६१% ले घट्यो, जसले इलेक्ट्रोलाइट यस समयमा कोटिंग र सब्सट्रेट बीचको जोर्नीमा प्रवेश नगरेको संकेत गर्दछ। यो किनभने कार्बन नानोट्यूब र ग्राफिनको संरचनाले इलेक्ट्रोलाइटको तलतिर प्रवेशलाई रोक्छ, यसरी म्याट्रिक्सलाई सुरक्षित गर्दछ। दुईको सिनर्जिस्टिक प्रभाव थप प्रमाणित हुन्छ। दुई न्यानो सामग्री भएको कोटिंगमा राम्रो जंग प्रतिरोध हुन्छ।

टाफेल वक्र र विद्युतीय प्रतिबाधा मानको परिवर्तन वक्र मार्फत, यो पत्ता लाग्यो कि ग्राफिन, कार्बन न्यानोट्यूब र तिनीहरूको मिश्रणको साथ एल्युमिना सिरेमिक कोटिंगले धातु म्याट्रिक्सको जंग प्रतिरोध सुधार गर्न सक्छ, र दुईको सिनर्जिस्टिक प्रभावले टाँसिने सिरेमिक कोटिंगको जंग प्रतिरोधलाई अझ सुधार गर्न सक्छ। कोटिंगको जंग प्रतिरोधमा न्यानो एडिटिभको प्रभावलाई थप अन्वेषण गर्न, जंग पछि कोटिंगको सूक्ष्म सतह आकारविज्ञान अवलोकन गरिएको थियो।

पेश गर्नुहोस्

चित्र ५ (A1, A2, B1, B2) ले क्षरण पछि विभिन्न म्याग्निफिकेसनमा खुला ३०४ स्टेनलेस स्टील र लेपित शुद्ध एल्युमिना सिरेमिकको सतह आकारविज्ञान देखाउँछ। चित्र ५ (A2) ले देखाउँछ कि क्षरण पछि सतह खस्रो हुन्छ। नाङ्गो सब्सट्रेटको लागि, इलेक्ट्रोलाइटमा डुबाइएपछि सतहमा धेरै ठूला क्षरण खाडलहरू देखा पर्छन्, जसले संकेत गर्दछ कि नाङ्गो धातु म्याट्रिक्सको क्षरण प्रतिरोध कमजोर छ र इलेक्ट्रोलाइट म्याट्रिक्समा प्रवेश गर्न सजिलो छ। शुद्ध एल्युमिना सिरेमिक कोटिंगको लागि, चित्र ५ (B2) मा देखाइए अनुसार, यद्यपि क्षरण पछि छिद्रपूर्ण क्षरण च्यानलहरू उत्पन्न हुन्छन्, शुद्ध एल्युमिना सिरेमिक कोटिंगको अपेक्षाकृत बाक्लो संरचना र उत्कृष्ट क्षरण प्रतिरोधले इलेक्ट्रोलाइटको आक्रमणलाई प्रभावकारी रूपमा रोक्छ, जसले एल्युमिना सिरेमिक कोटिंगको प्रतिबाधाको प्रभावकारी सुधारको कारण बताउँछ।

पेश गर्नुहोस्

mwnt-cooh-sdbs को सतह आकारविज्ञान, ०.२% ग्राफिन भएको कोटिंग र ०.२% mwnt-cooh-sdbs र ०.२% ग्राफिन भएको कोटिंग। यो देख्न सकिन्छ कि चित्र ६ (B2 र C2) मा ग्राफिन भएको दुई कोटिंगहरूको समतल संरचना छ, कोटिंगमा कणहरू बीचको बन्धन कडा छ, र समग्र कणहरू टाँसिने द्वारा कडा रूपमा बेरिएका छन्। यद्यपि सतह इलेक्ट्रोलाइट द्वारा क्षय गरिएको छ, कम छिद्र च्यानलहरू बन्छन्। क्षरण पछि, कोटिंग सतह बाक्लो छ र त्यहाँ केही दोष संरचनाहरू छन्। चित्र ६ (A1, A2) को लागि, mwnt-cooh-sdbs को विशेषताहरूको कारण, क्षरण अघिको कोटिंग एक समान रूपमा वितरित छिद्रपूर्ण संरचना हो। क्षरण पछि, मूल भागको छिद्रहरू साँघुरो र लामो हुन्छन्, र च्यानल गहिरो हुन्छ। चित्र ६ (B2, C2) को तुलनामा, संरचनामा धेरै दोषहरू छन्, जुन इलेक्ट्रोकेमिकल क्षरण परीक्षणबाट प्राप्त कोटिंग प्रतिबाधा मानको आकार वितरणसँग मेल खान्छ। यसले देखाउँछ कि ग्राफिन भएको एल्युमिना सिरेमिक कोटिंग, विशेष गरी ग्राफिन र कार्बन नानोट्यूबको मिश्रणमा सबैभन्दा राम्रो क्षरण प्रतिरोध हुन्छ। यो किनभने कार्बन नानोट्यूब र ग्राफिनको संरचनाले दरार फैलावटलाई प्रभावकारी रूपमा रोक्न र म्याट्रिक्सलाई सुरक्षित गर्न सक्छ।

५. छलफल र सारांश
एल्युमिना सिरेमिक कोटिंगमा कार्बन नानोट्यूब र ग्राफिन एडिटिभहरूको जंग प्रतिरोध परीक्षण र कोटिंगको सतह माइक्रोस्ट्रक्चरको विश्लेषण मार्फत, निम्न निष्कर्षहरू निकालिएका छन्:

(१) जब क्षरण समय १९ घण्टा थियो, ०.२% हाइब्रिड कार्बन नानोट्यूब + ०.२% ग्राफिन मिश्रित सामग्री एल्युमिना सिरेमिक कोटिंग थप्दा, क्षरण वर्तमान घनत्व २.८९० × १०-६ A / cm2 बाट बढेर १.५३६ × १०-६ A / cm2 पुग्यो, विद्युतीय प्रतिबाधा ११३८८ Ω बाट २८०७९ Ω पुग्यो, र क्षरण प्रतिरोध दक्षता सबैभन्दा ठूलो, ४६.८५% थियो। शुद्ध एल्युमिना सिरेमिक कोटिंगको तुलनामा, ग्राफिन र कार्बन नानोट्यूब भएको कम्पोजिट कोटिंगमा राम्रो क्षरण प्रतिरोध हुन्छ।

(२) इलेक्ट्रोलाइटको डुबाउने समय बढ्दै जाँदा, इलेक्ट्रोलाइट कोटिंग / सब्सट्रेटको संयुक्त सतहमा प्रवेश गरेर धातुको अक्साइड फिल्म उत्पादन गर्दछ, जसले सब्सट्रेटमा इलेक्ट्रोलाइटको प्रवेशलाई बाधा पुर्‍याउँछ। विद्युतीय प्रतिबाधा पहिले घट्छ र त्यसपछि बढ्छ, र शुद्ध एल्युमिना सिरेमिक कोटिंगको जंग प्रतिरोध कमजोर हुन्छ। कार्बन नानोट्यूब र ग्राफिनको संरचना र तालमेलले इलेक्ट्रोलाइटको तलतिर प्रवेशलाई रोक्यो। १९.५ घण्टाको लागि भिजाउँदा, नानो सामग्री भएको कोटिंगको विद्युतीय प्रतिबाधा क्रमशः २२.९४%, २५.६०% र ९.६१% ले घट्यो, र कोटिंगको जंग प्रतिरोध राम्रो थियो।

६. कोटिंग जंग प्रतिरोधको प्रभाव संयन्त्र
टाफेल वक्र र विद्युतीय प्रतिबाधा मानको परिवर्तन वक्र मार्फत, यो पत्ता लाग्यो कि ग्राफिन, कार्बन न्यानोट्यूब र तिनीहरूको मिश्रणको साथ एल्युमिना सिरेमिक कोटिंगले धातु म्याट्रिक्सको जंग प्रतिरोध सुधार गर्न सक्छ, र दुईको सिनर्जिस्टिक प्रभावले टाँसिने सिरेमिक कोटिंगको जंग प्रतिरोधलाई अझ सुधार गर्न सक्छ। कोटिंगको जंग प्रतिरोधमा न्यानो एडिटिभको प्रभावलाई थप अन्वेषण गर्न, जंग पछि कोटिंगको सूक्ष्म सतह आकारविज्ञान अवलोकन गरिएको थियो।

छलफल र सारांश
एल्युमिना सिरेमिक कोटिंगमा कार्बन नानोट्यूब र ग्राफिन एडिटिभहरूको जंग प्रतिरोध परीक्षण र कोटिंगको सतह माइक्रोस्ट्रक्चरको विश्लेषण मार्फत, निम्न निष्कर्षहरू निकालिएका छन्:

(३) कार्बन नानोट्यूबको विशेषताहरूको कारणले गर्दा, कार्बन नानोट्यूबसँग मात्र थपिएको कोटिंगमा क्षरण हुनुभन्दा पहिले समान रूपमा वितरित छिद्रपूर्ण संरचना हुन्छ। क्षरण पछि, मूल भागको छिद्रहरू साँघुरो र लामो हुन्छन्, र च्यानलहरू गहिरो हुन्छन्। क्षरण हुनुभन्दा पहिले ग्राफिन भएको कोटिंगमा समतल संरचना हुन्छ, कोटिंगमा कणहरू बीचको संयोजन नजिक हुन्छ, र समग्र कणहरू टाँसिने पदार्थले कडा रूपमा बेरिएका हुन्छन्। क्षरण पछि इलेक्ट्रोलाइटले सतहलाई क्षरण गरे पनि, त्यहाँ थोरै छिद्र च्यानलहरू छन् र संरचना अझै पनि बाक्लो छ। कार्बन नानोट्यूब र ग्राफिनको संरचनाले दरार प्रसारलाई प्रभावकारी रूपमा रोक्न र म्याट्रिक्सलाई सुरक्षित गर्न सक्छ।

पोस्ट समय: मार्च-०९-२०२२