1. Kukonzekera zokutira
Pofuna kuwongolera mayeso a electrochemical pambuyo pake, 30mm amasankhidwa × 4 mm 304 chitsulo chosapanga dzimbiri ngati maziko. Polish ndi kuchotsa otsalira okusayidi wosanjikiza ndi dzimbiri mawanga pamwamba pa gawo lapansi ndi sandpaper, anawaika mu beaker munali acetone, kuchitira madontho pamwamba pa gawo lapansi ndi bg-06c akupanga zotsukira wa Bangjie zamagetsi kampani kwa 20min, kuchotsa kuvala zinyalala pamwamba pa zitsulo gawo lapansi, mowa ndi zowuma kuwomba ndi madzi. Kenako, alumina (Al2O3), graphene ndi hybrid carbon nanotube (mwnt-coohsdbs) anakonzedwa molingana (100: 0: 0, 99.8: 0.2: 0, 99.8: 0: 0.2, 99.6: 0.2: 0.2), ndi kuyikapo (100: 0: 0, 99.8: 0.2: 0, 99.8: 0: 0.2, 99.6: 0.2: 0.2), ndi kuyika (100: 0: 0, 99.8: 0.2: 0, 99.8: 0: 0.2, 99.6: 0.2: 0.2), ndi kuyikapo (Njiq3 mispANDA) mu fakitale ya Nanji ball mpira mphero ndi kusakaniza. Liwiro lozungulira la mphero ya mpira lidayikidwa ku 220 R / min, ndipo mphero ya mpira idatembenuzidwa.
Pambuyo pa mphero ya mpira, ikani kuthamanga kwa thanki yophera mpira kukhala 1/2 motsatira mpheroyo ikamalizidwa, ndikuyika liwiro la tanki yophera mpira kukhala 1/2 mosinthana pambuyo pomaliza mphero. Mpira wopangidwa ndi ceramic aggregate ndi binder zimasakanizidwa molingana ndi gawo lalikulu la 1.0 ∶ 0.8. Pomaliza, zokutira zomatira za ceramic zidapezedwa mwa kuchiritsa.
2. Kuyesa kwa dzimbiri
Mu kafukufukuyu, kuyesa kwa dzimbiri kwa electrochemical kumatengera Shanghai Chenhua chi660e electrochemical workstation, ndipo mayesowo amatengera njira yoyesera ma elekitirodi atatu. Elekitirodi ya pulatinamu ndi electrode yothandizira, elekitirodi ya silver chloride ndiyo maelekitirodi, ndipo chitsanzo chokutidwa ndi electrode yogwira ntchito, yokhala ndi malo owonekera bwino a 1cm2. Lumikizani electrode yowunikira, electrode yogwira ntchito ndi electrode yothandizira mu selo la electrolytic ndi chida, monga momwe tawonetsera mu Zithunzi 1 ndi 2. Musanayambe kuyesa, tsitsani chitsanzo mu electrolyte, yomwe ndi 3.5% NaCl solution.
3. Kusanthula kwa Tafel kwa kuwonongeka kwa electrochemical kwa zokutira
Chithunzi cha 3 chikuwonetsa mapindikidwe a Tafel a gawo lapansi losatsekedwa ndi zokutira za ceramic zokutidwa ndi zowonjezera za nano pambuyo pakuwonongeka kwa electrochemical kwa 19h. Mphamvu ya corrosion voltage, kachulukidwe wa dzimbiri komanso kuyesa kwamagetsi komwe kumachokera ku mayeso a electrochemical corrosion zikuwonetsedwa mu Gulu 1.
Tumizani
Pamene kachulukidwe ka corrosion panopa ndi wocheperako ndipo kukana kwa dzimbiri kumakhala kokulirapo, kukana kwa dzimbiri kwa zokutira kumakhala bwinoko. Zitha kuwonedwa kuchokera pa chithunzi 3 ndi tebulo 1 kuti nthawi ya dzimbiri ikafika 19h, voteji yochuluka ya zitsulo zopanda kanthu ndi -0.680 V, ndipo kachulukidwe kamakono ka masanjidwewo ndi wamkulu kwambiri, kufika pa 2.890 × 10-6 A/cm2. PE inali 22.01%. Zimasonyeza kuti zokutira za ceramic zimagwira ntchito yotetezera bwino ndipo zimatha kupititsa patsogolo kukana kwa kututa kwa zokutira mu electrolyte yopanda ndale.
Pamene 0.2% mwnt-cooh-sdbs kapena 0.2% graphene anawonjezeredwa ku zokutira, kuchulukira kwa dzimbiri panopa kunachepa, kukana kunawonjezeka, ndipo kukana kwa dzimbiri kwa zokutira kunapitilizidwa bwino, ndi PE ya 38.48% ndi 40.10% motsatira. Pamene pamwamba yokutidwa ndi 0,2% mwnt-cooh-sdbs ndi 0,2% graphene wosakaniza aluminiyamu zokutira, dzimbiri panopa yafupika kuchokera 2.890 × 10-6 A / cm2 mpaka 1.536 × 10-6 A / cm2, pazipita kukana mtengo, kuchuluka kuchokera 1138 Ω mpaka 8 Ω 888 Ω ndi 8 Ω Ω 888. kuyanika kumatha kufika 46.85%. Zimasonyeza kuti chandamale chokonzekera chimakhala ndi kukana kwa dzimbiri, ndipo mphamvu ya synergistic ya carbon nanotubes ndi graphene imatha kusintha kukana kwa dzimbiri kwa zokutira za ceramic.
4. Zotsatira za kuviika nthawi pa ❖ kuyanika impedance
Kuti mupitirize kufufuza kukana kwa dzimbiri kwa zokutira, poganizira mphamvu ya nthawi ya kumizidwa kwa chitsanzo mu electrolyte pa mayeso, kusintha kokhota kwa kukana kwa zokutira zinayi pa nthawi yomiza yosiyana kumapezeka, monga momwe tawonetsera pa Chithunzi 4.
Tumizani
Pa gawo loyambirira la kumizidwa (10 h), chifukwa cha kachulukidwe kabwino ndi kapangidwe ka zokutira, electrolyte ndizovuta kumiza mu zokutira. Panthawi imeneyi, zokutira za ceramic zimasonyeza kukana kwakukulu. Pambuyo pakuwuka kwa nthawi, kukana kumachepa kwambiri, chifukwa m'kupita kwa nthawi, electrolyte pang'onopang'ono imapanga njira yowonongeka kupyolera mu pores ndi ming'alu muzitsulo ndikulowa mkati mwa matrix, zomwe zimapangitsa kuchepa kwakukulu kwa kukana kwa chophimba.
Mu gawo lachiwiri, pamene zinthu zowonongeka zimawonjezeka kufika pamlingo wina, kufalikira kumatsekedwa ndipo kusiyana kumatsekedwa pang'onopang'ono. Panthawi imodzimodziyo, pamene electrolyte imalowa mu mawonekedwe ogwirizanitsa pansi / masanjidwewo, mamolekyu amadzi adzachitapo kanthu ndi Fe element mu masanjidwewo pa ❖ kuyanika / masanjidwewo kuti apange filimu yopyapyala yachitsulo ya okusayidi, yomwe imalepheretsa kulowa kwa electrolyte mu masanjidwewo ndikuwonjezera kukana. Pamene chopanda zitsulo masanjidwewo ndi electrochemically corroded, ambiri wobiriwira flocculent mpweya amapangidwa pansi pa electrolyte. Yankho la electrolytic silinasinthe mtundu pamene electrolyzing chitsanzo chokutidwa, chomwe chingatsimikizire kukhalapo kwa zomwe zili pamwambapa.
Chifukwa cha nthawi yaying'ono yonyowa komanso zinthu zazikulu zakunja zomwe zimakhudzidwa, kuti mupitirize kupeza kusintha kolondola kwa ma electrochemical parameters, ma curve a Tafel a 19 h ndi 19.5 h amawunikidwa. Kuchuluka kwa dzimbiri ndi kukana komwe kumapezeka ndi pulogalamu ya zsimpwin kusanthula kumawonetsedwa mu Table 2. Zitha kupezeka kuti zikanyowetsedwa kwa 19 h, poyerekeza ndi gawo lapansi lopanda kanthu, kachulukidwe kakachulukidwe ka aluminiyamu koyera ndi zokutira zophatikiza za aluminiyamu zomwe zili ndi zida zowonjezera za nano ndizocheperako ndipo mtengo wokana ndi wokulirapo. The kukana mtengo wa ceramic ❖ kuyanika munali mpweya nanotubes ndi ❖ kuyanika munali graphene pafupifupi chimodzimodzi, pamene ❖ kuyanika kapangidwe ndi mpweya nanotubes ndi graphene gulu zipangizo ndi kwambiri kumatheka, Ichi ndi chifukwa synergistic zotsatira za mbali imodzi mpweya nanotubes ndi awiri azithunzi-thunzi graphene bwino kukana dzimbiri zinthu.
Ndi kuwonjezeka kwa nthawi yomiza (19.5 h), kukana kwa gawo lapansi lopanda kanthu kumawonjezeka, kusonyeza kuti ili mu gawo lachiwiri la dzimbiri ndipo filimu yachitsulo ya oxide imapangidwa pamwamba pa gawo lapansi. Mofananamo, ndi kuwonjezeka kwa nthawi, kukana koyera aluminiyamu ❖ kuyanika ceramic kumawonjezeranso, kusonyeza kuti pa nthawi ino, ngakhale pali pang'onopang'ono ❖ kuyanika ceramic, electrolyte walowa ndi chomangira mawonekedwe ❖ kuyanika / masanjidwewo, ndi kupanga okusayidi filimu mwa anachita mankhwala.
Poyerekeza ndi zokutira za alumina zomwe zili ndi 0.2% mwnt-cooh-sdbs, zokutira za alumina zomwe zili ndi 0.2% graphene ndi zokutira za alumina zomwe zili ndi 0.2% mwnt-cooh-sdbs ndi 0.2% graphene, kukana kwa zokutira kunachepa kwambiri ndi kuwonjezeka kwa nthawi, kunatsika ndi 22.5. kuti electrolyte sanalowe mu olowa pakati ❖ kuyanika ndi gawo lapansi pa nthawi ino, Ichi ndi chifukwa dongosolo mpweya nanotubes ndi graphene midadada kutsika malowedwe electrolyte, motero kuteteza masanjidwewo. Zotsatira za synergistic za awiriwa zimatsimikiziridwanso. Chophimba chokhala ndi zida ziwiri za nano chimakhala ndi kukana bwino kwa dzimbiri.
Kudzera pamapindikira a Tafel ndi kusintha kokhotakhota kwa mtengo wamagetsi wamagetsi, zimapeza kuti zokutira za alumina ceramic ndi graphene, ma carbon nanotubes ndi osakaniza awo amatha kusintha kukana kwa dzimbiri kwa masanjidwewo achitsulo, ndipo zotsatira za synergistic za ziwirizi zitha kupititsa patsogolo kukana kwa dzimbiri kwa zomatira za ceramic. Kuti mupitirize kufufuza zotsatira za zowonjezera za nano pa kukana kwa dzimbiri kwa ❖ kuyanika, kapangidwe kakang'ono kameneka kameneka kameneka kamene kamakhalapo pambuyo pa kuwonongeka.
Tumizani
Chithunzi 5 (A1, A2, B1, B2) chikuwonetsa mawonekedwe apamwamba a zitsulo zosapanga dzimbiri 304 zowonekera ndi zomatira zoyera za aluminiyamu zadothi pakukula kosiyanasiyana pambuyo pa dzimbiri. Chithunzi 5 (A2) chikuwonetsa kuti pamtunda pambuyo pa dzimbiri kumakhala kovuta. Kwa gawo lapansi lopanda kanthu, maenje angapo akuluakulu a dzimbiri amawonekera pamtunda pambuyo pa kumizidwa mu electrolyte, kusonyeza kuti kukana kwa dzimbiri kwa chitsulo chopanda kanthu kumakhala kovutirapo ndipo electrolyte ndiyosavuta kulowa mu matrix. Kwa zokutira koyera za alumina ceramic, monga momwe chithunzi 5 (B2) chikuwonetsedwera, ngakhale ngalande za porous dzimbiri zimapangidwa pambuyo pa dzimbiri, kapangidwe kake wandiweyani komanso kukana bwino kwa dzimbiri kwa zokutira koyera za alumina ceramic kumalepheretsa kuwukiridwa kwa electrolyte, zomwe zikufotokozera chifukwa chake kuwongolera kwamphamvu kwa kutsekeka kwa zokutira za alumina ceramic.
Tumizani
Mapangidwe apamwamba a mwnt-cooh-sdbs, zokutira zomwe zili ndi 0.2% graphene ndi zokutira zomwe zili ndi 0.2% mwnt-cooh-sdbs ndi 0.2% graphene. Tingaone kuti zokutira ziwiri munali graphene mu Chithunzi 6 (B2 ndi C2) ndi dongosolo lathyathyathya, kumanga pakati particles mu ❖ kuyanika ndi zolimba, ndi akaphatikiza particles ndi mwamphamvu wokutidwa ndi zomatira. Ngakhale kuti pamwamba pake amakokoloka ndi electrolyte, njira zochepa za pore zimapangidwa. Pambuyo pa dzimbiri, zokutira pamwamba ndi wandiweyani ndipo pali zochepa zowonongeka zowonongeka. Kwa Chithunzi 6 (A1, A2), chifukwa cha mawonekedwe a mwnt-cooh-sdbs, zokutira zisanachitike dzimbiri ndi mawonekedwe a porous omwe amagawidwa mofanana. Pambuyo pa dzimbiri, ma pores a gawo loyambirira amakhala opapatiza komanso aatali, ndipo njirayo imakhala yozama. Poyerekeza ndi Chithunzi 6 (B2, C2), kapangidwe kake kamakhala ndi zolakwika zambiri, zomwe zimagwirizana ndi kukula kwa ❖ kuyanika kwamtengo wopindika wotengedwa ku mayeso a dzimbiri la electrochemical. Zimasonyeza kuti zokutira za alumina za ceramic zomwe zimakhala ndi graphene, makamaka kusakaniza kwa graphene ndi carbon nanotube, zimakhala bwino kwambiri kuti zisawonongeke. Izi ndichifukwa choti kapangidwe ka kaboni nanotube ndi graphene zimatha kuletsa kufalikira kwa mng'alu ndikuteteza masanjidwewo.
5. Kukambitsirana ndi chidule
Kupyolera mu kuyesa kukana kwa dzimbiri kwa carbon nanotubes ndi zowonjezera za graphene pa zokutira za alumina ceramic ndi kusanthula kwa microstructure ya pamwamba pa zokutira, mfundo zotsatirazi zikutsatiridwa:
(1) Pamene dzimbiri nthawi 19 h, kuwonjezera 0,2% wosakanizidwa mpweya nanotube + 0,2% graphene osakaniza zinthu alumina ceramic ❖ kuyanika, dzimbiri kachulukidwe panopa chinawonjezeka kuchokera 2.890 × 10-6 A / cm2 mpaka 1.536 × 10-6 A / 1 cm2, ndi kuchuluka kwa magetsi Ω / 1 cm2 28079 Ω, ndipo kukana kwa dzimbiri ndikokulirapo, 46.85%. Poyerekeza ndi zokutira koyera za alumina ceramic, zokutira zophatikizika ndi graphene ndi ma carbon nanotubes zimakhala ndi kukana dzimbiri bwino.
(2) Ndi kuchuluka kwa kumizidwa nthawi ya electrolyte, electrolyte imalowa m'malo olumikizirana ndi zokutira / gawo lapansi kuti apange filimu yachitsulo ya oxide, yomwe imalepheretsa kulowa kwa electrolyte mu gawo lapansi. Mphamvu yamagetsi imayamba kuchepa kenako ndikuwonjezeka, ndipo kukana kwa dzimbiri kwa zokutira koyera za alumina ceramic ndikosavuta. Mapangidwe ndi ma synergy a carbon nanotubes ndi graphene anatsekereza kulowa pansi kwa electrolyte. Pamene zidaviikidwa kwa 19.5 h, kutsekedwa kwa magetsi kwa zokutira zomwe zili ndi nano zida kunatsika ndi 22.94%, 25.60% ndi 9.61% motsatira, ndipo kukana kwa dzimbiri kwa zokutira kunali kwabwino.
6. Chikoka limagwirira ❖ kuyanika dzimbiri kukana
Kudzera pamapindikira a Tafel ndi kusintha kokhotakhota kwa mtengo wamagetsi wamagetsi, zimapeza kuti zokutira za alumina ceramic ndi graphene, ma carbon nanotubes ndi osakaniza awo amatha kusintha kukana kwa dzimbiri kwa masanjidwewo achitsulo, ndipo zotsatira za synergistic za ziwirizi zitha kupititsa patsogolo kukana kwa dzimbiri kwa zomatira za ceramic. Kuti mupitirize kufufuza zotsatira za zowonjezera za nano pa kukana kwa dzimbiri kwa ❖ kuyanika, kapangidwe kakang'ono kameneka kameneka kameneka kamene kamakhalapo pambuyo pa kuwonongeka.
Chithunzi 5 (A1, A2, B1, B2) chikuwonetsa mawonekedwe apamwamba a zitsulo zosapanga dzimbiri 304 zowonekera ndi zomatira zoyera za aluminiyamu zadothi pakukula kosiyanasiyana pambuyo pa dzimbiri. Chithunzi 5 (A2) chikuwonetsa kuti pamtunda pambuyo pa dzimbiri kumakhala kovuta. Kwa gawo lapansi lopanda kanthu, maenje angapo akuluakulu a dzimbiri amawonekera pamtunda pambuyo pa kumizidwa mu electrolyte, kusonyeza kuti kukana kwa dzimbiri kwa chitsulo chopanda kanthu kumakhala kovutirapo ndipo electrolyte ndiyosavuta kulowa mu matrix. Kwa zokutira koyera za alumina ceramic, monga momwe chithunzi 5 (B2) chikuwonetsedwera, ngakhale ngalande za porous dzimbiri zimapangidwa pambuyo pa dzimbiri, kapangidwe kake wandiweyani komanso kukana bwino kwa dzimbiri kwa zokutira koyera za alumina ceramic kumalepheretsa kuwukiridwa kwa electrolyte, zomwe zikufotokozera chifukwa chake kuwongolera kwamphamvu kwa kutsekeka kwa zokutira za alumina ceramic.
Mapangidwe apamwamba a mwnt-cooh-sdbs, zokutira zomwe zili ndi 0.2% graphene ndi zokutira zomwe zili ndi 0.2% mwnt-cooh-sdbs ndi 0.2% graphene. Tingaone kuti zokutira ziwiri munali graphene mu Chithunzi 6 (B2 ndi C2) ndi dongosolo lathyathyathya, kumanga pakati particles mu ❖ kuyanika ndi zolimba, ndi akaphatikiza particles ndi mwamphamvu wokutidwa ndi zomatira. Ngakhale kuti pamwamba pake amakokoloka ndi electrolyte, njira zochepa za pore zimapangidwa. Pambuyo pa dzimbiri, zokutira pamwamba ndi wandiweyani ndipo pali zochepa zowonongeka zowonongeka. Kwa Chithunzi 6 (A1, A2), chifukwa cha mawonekedwe a mwnt-cooh-sdbs, zokutira zisanachitike dzimbiri ndi mawonekedwe a porous omwe amagawidwa mofanana. Pambuyo pa dzimbiri, ma pores a gawo loyambirira amakhala opapatiza komanso aatali, ndipo njirayo imakhala yozama. Poyerekeza ndi Chithunzi 6 (B2, C2), kapangidwe kake kamakhala ndi zolakwika zambiri, zomwe zimagwirizana ndi kukula kwa ❖ kuyanika kwamtengo wopindika wotengedwa ku mayeso a dzimbiri la electrochemical. Zimasonyeza kuti zokutira za alumina za ceramic zomwe zimakhala ndi graphene, makamaka kusakaniza kwa graphene ndi carbon nanotube, zimakhala bwino kwambiri kuti zisawonongeke. Izi ndichifukwa choti kapangidwe ka kaboni nanotube ndi graphene zimatha kuletsa kufalikira kwa mng'alu ndikuteteza masanjidwewo.
7. Kukambitsirana ndi chidule
Kupyolera mu kuyesa kukana kwa dzimbiri kwa carbon nanotubes ndi zowonjezera za graphene pa zokutira za alumina ceramic ndi kusanthula kwa microstructure ya pamwamba pa zokutira, mfundo zotsatirazi zikutsatiridwa:
(1) Pamene dzimbiri nthawi 19 h, kuwonjezera 0,2% wosakanizidwa mpweya nanotube + 0,2% graphene osakaniza zinthu alumina ceramic ❖ kuyanika, dzimbiri kachulukidwe panopa chinawonjezeka kuchokera 2.890 × 10-6 A / cm2 mpaka 1.536 × 10-6 A / 1 cm2, ndi kuchuluka kwa magetsi Ω / 1 cm2 28079 Ω, ndipo kukana kwa dzimbiri ndikokulirapo, 46.85%. Poyerekeza ndi zokutira koyera za alumina ceramic, zokutira zophatikizika ndi graphene ndi ma carbon nanotubes zimakhala ndi kukana dzimbiri bwino.
(2) Ndi kuchuluka kwa kumizidwa nthawi ya electrolyte, electrolyte imalowa m'malo olumikizirana ndi zokutira / gawo lapansi kuti apange filimu yachitsulo ya oxide, yomwe imalepheretsa kulowa kwa electrolyte mu gawo lapansi. Mphamvu yamagetsi imayamba kuchepa kenako ndikuwonjezeka, ndipo kukana kwa dzimbiri kwa zokutira koyera za alumina ceramic ndikosavuta. Mapangidwe ndi ma synergy a carbon nanotubes ndi graphene anatsekereza kulowa pansi kwa electrolyte. Pamene zidaviikidwa kwa 19.5 h, kutsekedwa kwa magetsi kwa zokutira zomwe zili ndi nano zida kunatsika ndi 22.94%, 25.60% ndi 9.61% motsatira, ndipo kukana kwa dzimbiri kwa zokutira kunali kwabwino.
(3) Chifukwa cha makhalidwe a carbon nanotubes, ❖ kuyanika anawonjezera mpweya nanotubes yekha ali uniformly anagawira porous dongosolo pamaso dzimbiri. Pambuyo pa dzimbiri, ma pores a gawo loyambirira amakhala opapatiza komanso aatali, ndipo ngalandezo zimakhala zozama. The ❖ kuyanika munali graphene ali lathyathyathya dongosolo pamaso dzimbiri, kuphatikiza pakati particles mu ❖ kuyanika ndi pafupi, ndi akaphatikiza particles ali mwamphamvu wokutidwa ndi zomatira. Ngakhale kuti pamwamba pake amakokoloka ndi electrolyte pambuyo pa dzimbiri, pali njira zochepa za pore ndipo mawonekedwe ake akadali wandiweyani. Mapangidwe a carbon nanotubes ndi graphene amatha kuletsa kufalikira kwa mng'alu ndikuteteza masanjidwewo.
Nthawi yotumiza: Mar-09-2022