การศึกษาความต้านทานการกัดกร่อนของสารเคลือบเซรามิกอะลูมินาเสริมด้วยกราฟีน/คาร์บอนนาโนทิวบ์

1. การเตรียมการเคลือบ
เพื่ออำนวยความสะดวกในการทดสอบทางเคมีไฟฟ้าในภายหลัง จึงเลือกใช้สเตนเลสสตีล 304 ขนาด 30 มม. × 4 มม. เป็นฐาน ขัดและขจัดคราบออกไซด์ตกค้างและคราบสนิมบนพื้นผิวของวัสดุพิมพ์ด้วยกระดาษทราย ใส่ลงในบีกเกอร์ที่มีอะซิโตน ขจัดคราบบนพื้นผิวของวัสดุพิมพ์ด้วยเครื่องทำความสะอาดอัลตราโซนิก bg-06c ของบริษัท Bangjie Electronics เป็นเวลา 20 นาที ขจัดคราบสึกหรอบนพื้นผิวของวัสดุพิมพ์โลหะด้วยแอลกอฮอล์และน้ำกลั่น แล้วเป่าให้แห้ง จากนั้นเตรียมอะลูมินา (Al2O3), กราฟีน และไฮบริดคาร์บอนนาโนทิวบ์ (mwnt-coohsdbs) ในอัตราส่วน (100: 0: 0, 99.8: 0.2: 0, 99.8: 0: 0.2, 99.6: 0.2: 0.2) แล้วนำไปใส่ในเครื่องบดแบบลูกบอล (qm-3sp2 ของโรงงาน Nanjing NANDA Instrument) เพื่อบดและผสม ความเร็วในการหมุนของเครื่องบดลูกบอลถูกตั้งไว้ที่ 220 รอบต่อนาที และเครื่องบดลูกบอลถูกหมุนไปที่

หลังจากบดด้วยลูกบอลแล้ว ให้ตั้งความเร็วในการหมุนของถังบดด้วยลูกบอลเป็น 1/2 สลับกันหลังจากบดด้วยลูกบอลเสร็จสิ้น และตั้งความเร็วในการหมุนของถังบดด้วยลูกบอลเป็น 1/2 สลับกันหลังจากบดด้วยลูกบอลเสร็จสิ้น มวลรวมเซรามิกและสารยึดเกาะที่บดด้วยลูกบอลจะถูกผสมอย่างทั่วถึงตามสัดส่วนมวล 1.0 ∶ 0.8 ในขั้นตอนสุดท้าย จะได้สารเคลือบเซรามิกแบบยึดติดโดยกระบวนการบ่ม

2. การทดสอบการกัดกร่อน
ในการศึกษานี้ การทดสอบการกัดกร่อนทางเคมีไฟฟ้าใช้สถานีทดสอบทางเคมีไฟฟ้า Shanghai Chenhua chi660e และระบบทดสอบสามอิเล็กโทรด อิเล็กโทรดแพลทินัมเป็นอิเล็กโทรดเสริม อิเล็กโทรดซิลเวอร์คลอไรด์เป็นอิเล็กโทรดอ้างอิง และตัวอย่างเคลือบเป็นอิเล็กโทรดทำงาน โดยมีพื้นที่รับแสงที่มีประสิทธิภาพ 1 ตารางเซนติเมตร เชื่อมต่ออิเล็กโทรดอ้างอิง อิเล็กโทรดทำงาน และอิเล็กโทรดเสริมในเซลล์อิเล็กโทรไลต์เข้ากับเครื่องมือ ดังแสดงในรูปที่ 1 และ 2 ก่อนการทดสอบ ให้แช่ตัวอย่างในอิเล็กโทรไลต์ ซึ่งคือสารละลายโซเดียมคลอไรด์ 3.5%

3. การวิเคราะห์ Tafel ของการกัดกร่อนทางเคมีไฟฟ้าของสารเคลือบ
รูปที่ 3 แสดงเส้นโค้ง Tafel ของวัสดุพิมพ์ที่ไม่ได้เคลือบผิวและสารเคลือบเซรามิกที่เคลือบด้วยสารเติมแต่งนาโนชนิดต่างๆ หลังจากการกัดกร่อนทางเคมีไฟฟ้าเป็นเวลา 19 ชั่วโมง ข้อมูลการทดสอบแรงดันไฟฟ้า ความหนาแน่นกระแส และอิมพีแดนซ์ไฟฟ้าที่ได้จากการทดสอบการกัดกร่อนทางเคมีไฟฟ้าแสดงในตารางที่ 1

ส่ง
เมื่อความหนาแน่นกระแสการกัดกร่อนลดลงและประสิทธิภาพการต้านทานการกัดกร่อนสูงขึ้น ประสิทธิภาพของสารเคลือบจะดีขึ้น จากรูปที่ 3 และตารางที่ 1 จะเห็นได้ว่าเมื่อเวลาการกัดกร่อนอยู่ที่ 19 ชั่วโมง แรงดันการกัดกร่อนสูงสุดของเมทริกซ์โลหะเปลือยจะอยู่ที่ -0.680 V และความหนาแน่นกระแสการกัดกร่อนของเมทริกซ์ก็สูงที่สุดเช่นกัน โดยอยู่ที่ 2.890 × 10-6 A/cm2 เมื่อเคลือบด้วยสารเคลือบเซรามิกอะลูมินาบริสุทธิ์ ความหนาแน่นกระแสการกัดกร่อนลดลงเหลือ 78% และ PE อยู่ที่ 22.01% แสดงให้เห็นว่าสารเคลือบเซรามิกมีบทบาทในการป้องกันที่ดีขึ้นและสามารถปรับปรุงความต้านทานการกัดกร่อนของสารเคลือบในอิเล็กโทรไลต์ที่เป็นกลางได้

เมื่อเติม mwnt-cooh-sdbs 0.2% หรือกราฟีน 0.2% ลงในสารเคลือบ ความหนาแน่นกระแสการกัดกร่อนลดลง ความต้านทานเพิ่มขึ้น และความต้านทานการกัดกร่อนของสารเคลือบดีขึ้นอีก โดยมีค่า PE เท่ากับ 38.48% และ 40.10% ตามลำดับ เมื่อเคลือบผิวด้วยสารเคลือบผสมอะลูมินา mwnt-cooh-sdbs 0.2% และกราฟีน 0.2% กระแสการกัดกร่อนจะลดลงจาก 2.890 × 10-6 A/cm2 เหลือ 1.536 × 10-6 A/cm2 ค่าความต้านทานสูงสุดเพิ่มขึ้นจาก 11388 Ω เป็น 28079 Ω และค่า PE ของสารเคลือบสามารถสูงถึง 46.85% แสดงให้เห็นว่าผลิตภัณฑ์เป้าหมายที่เตรียมไว้มีคุณสมบัติต้านทานการกัดกร่อนได้ดี และผลการทำงานร่วมกันของนาโนท่อคาร์บอนและกราฟีนสามารถปรับปรุงความต้านทานการกัดกร่อนของการเคลือบเซรามิกได้อย่างมีประสิทธิภาพ

4. ผลของเวลาการแช่ต่อค่าอิมพีแดนซ์ของสารเคลือบ
เพื่อศึกษาเพิ่มเติมเกี่ยวกับความต้านทานการกัดกร่อนของสารเคลือบ โดยพิจารณาอิทธิพลของเวลาในการแช่ตัวอย่างในอิเล็กโทรไลต์ต่อการทดสอบ จึงได้เส้นโค้งการเปลี่ยนแปลงของความต้านทานของสารเคลือบทั้งสี่ที่เวลาในการแช่ต่างกัน ดังที่แสดงในรูปที่ 4

ส่ง
ในระยะเริ่มแรกของการแช่ (10 ชั่วโมง) เนื่องจากความหนาแน่นและโครงสร้างของสารเคลือบที่ดี ทำให้อิเล็กโทรไลต์จุ่มลงไปในสารเคลือบได้ยาก ในขั้นตอนนี้ สารเคลือบเซรามิกจะมีความต้านทานสูง หลังจากแช่ไว้ระยะหนึ่ง ความต้านทานจะลดลงอย่างมาก เนื่องจากเมื่อเวลาผ่านไป อิเล็กโทรไลต์จะค่อยๆ ก่อตัวเป็นช่องทางการกัดกร่อนผ่านรูพรุนและรอยแตกในสารเคลือบ และแทรกซึมเข้าไปในเมทริกซ์ ส่งผลให้ความต้านทานของสารเคลือบลดลงอย่างมาก

ในขั้นตอนที่สอง เมื่อผลิตภัณฑ์จากการกัดกร่อนเพิ่มขึ้นจนถึงระดับหนึ่ง การแพร่จะถูกปิดกั้นและช่องว่างจะค่อยๆ ถูกปิดกั้น ในขณะเดียวกัน เมื่ออิเล็กโทรไลต์แทรกซึมเข้าไปในรอยต่อพันธะของชั้น/เมทริกซ์พันธะด้านล่าง โมเลกุลของน้ำจะทำปฏิกิริยากับธาตุเหล็กในเมทริกซ์ที่รอยต่อระหว่างชั้นเคลือบกับเมทริกซ์ ก่อให้เกิดฟิล์มโลหะออกไซด์บางๆ ซึ่งขัดขวางการแทรกซึมของอิเล็กโทรไลต์เข้าสู่เมทริกซ์และเพิ่มค่าความต้านทาน เมื่อเมทริกซ์โลหะเปลือยถูกกัดกร่อนด้วยไฟฟ้าเคมี ตะกอนสีเขียวส่วนใหญ่จะถูกตกตะกอนที่ด้านล่างของอิเล็กโทรไลต์ สารละลายอิเล็กโทรไลต์ไม่เปลี่ยนสีเมื่ออิเล็กโทรไลซ์ตัวอย่างที่เคลือบ ซึ่งสามารถพิสูจน์ได้ว่ามีปฏิกิริยาเคมีดังกล่าว

เนื่องจากระยะเวลาการแช่สั้นและปัจจัยภายนอกที่มีอิทธิพลสูง เพื่อให้ได้ความสัมพันธ์ของการเปลี่ยนแปลงพารามิเตอร์ทางไฟฟ้าเคมีที่แม่นยำยิ่งขึ้น จึงได้วิเคราะห์เส้นโค้ง Tafel ที่ 19 ชั่วโมงและ 19.5 ชั่วโมง ความหนาแน่นกระแสการกัดกร่อนและความต้านทานที่ได้จากซอฟต์แวร์วิเคราะห์ Zsimpwin แสดงไว้ในตารางที่ 2 พบว่าเมื่อแช่เป็นเวลา 19 ชั่วโมง ความหนาแน่นกระแสการกัดกร่อนของอะลูมินาบริสุทธิ์และสารเคลือบอะลูมินาคอมโพสิตที่มีสารเติมแต่งระดับนาโนมีค่าน้อยกว่าและมีค่าความต้านทานสูงกว่า ค่าความต้านทานของสารเคลือบเซรามิกที่มีคาร์บอนนาโนทิวบ์และสารเคลือบที่มีกราฟีนมีค่าใกล้เคียงกัน ในขณะที่โครงสร้างสารเคลือบที่มีคาร์บอนนาโนทิวบ์และวัสดุคอมโพสิตกราฟีนมีการปรับปรุงอย่างมีนัยสำคัญ เนื่องจากผลเสริมฤทธิ์กันของคาร์บอนนาโนทิวบ์แบบมิติเดียวและกราฟีนแบบสองมิติช่วยเพิ่มความต้านทานการกัดกร่อนของวัสดุ

เมื่อระยะเวลาการแช่เพิ่มขึ้น (19.5 ชั่วโมง) ความต้านทานของวัสดุพิมพ์เปล่าจะเพิ่มขึ้น บ่งชี้ว่าอยู่ในระยะที่สองของการกัดกร่อนและเกิดฟิล์มออกไซด์ของโลหะบนพื้นผิวของวัสดุพิมพ์ เช่นเดียวกัน เมื่อระยะเวลาเพิ่มขึ้น ความต้านทานของสารเคลือบเซรามิกอะลูมินาบริสุทธิ์ก็เพิ่มขึ้นเช่นกัน บ่งชี้ว่าในช่วงเวลานี้ แม้ว่าจะมีผลชะลอการเคลือบผิวเซรามิก แต่อิเล็กโทรไลต์ได้แทรกซึมผ่านรอยต่อระหว่างสารเคลือบ/เมทริกซ์ และเกิดฟิล์มออกไซด์ขึ้นจากปฏิกิริยาเคมี
เมื่อเปรียบเทียบกับการเคลือบอะลูมินาที่มี mwnt-cooh-sdbs 0.2% การเคลือบอะลูมินาที่มีกราฟีน 0.2% และการเคลือบอะลูมินาที่มี mwnt-cooh-sdbs 0.2% และกราฟีน 0.2% พบว่าความต้านทานของการเคลือบลดลงอย่างมีนัยสำคัญเมื่อเวลาผ่านไป โดยลดลง 22.94%, 25.60% และ 9.61% ตามลำดับ ซึ่งบ่งชี้ว่าอิเล็กโทรไลต์ไม่ได้แทรกซึมเข้าไปในรอยต่อระหว่างการเคลือบและพื้นผิว ณ เวลานี้ เนื่องจากโครงสร้างของคาร์บอนนาโนทิวบ์และกราฟีนช่วยปิดกั้นการแทรกซึมลงของอิเล็กโทรไลต์ จึงช่วยปกป้องเมทริกซ์ นอกจากนี้ยังได้รับการยืนยันถึงผลเสริมฤทธิ์ของทั้งสองอย่าง การเคลือบที่มีวัสดุนาโนสองชนิดมีความต้านทานการกัดกร่อนที่ดีกว่า

จากกราฟเส้น Tafel และกราฟเส้นการเปลี่ยนแปลงค่าอิมพีแดนซ์ไฟฟ้า พบว่าการเคลือบเซรามิกอะลูมินาร่วมกับกราฟีน คาร์บอนนาโนทิวบ์ และส่วนผสมของทั้งสองสามารถปรับปรุงความต้านทานการกัดกร่อนของเมทริกซ์โลหะได้ และผลเสริมฤทธิ์ของทั้งสองสามารถปรับปรุงความต้านทานการกัดกร่อนของการเคลือบเซรามิกแบบยึดติดได้ดียิ่งขึ้น เพื่อศึกษาเพิ่มเติมเกี่ยวกับผลกระทบของสารเติมแต่งระดับนาโนต่อความต้านทานการกัดกร่อนของสารเคลือบ จึงได้ศึกษาสัณฐานวิทยาของพื้นผิวจุลภาคของสารเคลือบหลังการกัดกร่อน

ส่ง

รูปที่ 5 (A1, A2, B1, B2) แสดงสัณฐานวิทยาพื้นผิวของสเตนเลสสตีล 304 ที่สัมผัสกับสารเคลือบและเซรามิกอะลูมินาบริสุทธิ์ที่เคลือบด้วยกำลังขยายต่างๆ หลังการกัดกร่อน รูปที่ 5 (A2) แสดงให้เห็นว่าพื้นผิวหลังการกัดกร่อนมีความหยาบ สำหรับพื้นผิวเปล่า หลุมกัดกร่อนขนาดใหญ่หลายหลุมปรากฏขึ้นบนพื้นผิวหลังจากแช่ในอิเล็กโทรไลต์ ซึ่งบ่งชี้ว่าความต้านทานการกัดกร่อนของเมทริกซ์โลหะเปล่าต่ำและอิเล็กโทรไลต์สามารถแทรกซึมเข้าไปในเมทริกซ์ได้ง่าย สำหรับการเคลือบเซรามิกอะลูมินาบริสุทธิ์ ดังแสดงในรูปที่ 5 (B2) แม้ว่าจะมีช่องกัดกร่อนที่มีรูพรุนเกิดขึ้นหลังการกัดกร่อน แต่โครงสร้างที่ค่อนข้างหนาแน่นและความต้านทานการกัดกร่อนที่ยอดเยี่ยมของการเคลือบเซรามิกอะลูมินาบริสุทธิ์สามารถป้องกันการบุกรุกของอิเล็กโทรไลต์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ ซึ่งอธิบายถึงเหตุผลที่ทำให้ความต้านทานของการเคลือบเซรามิกอะลูมินามีประสิทธิภาพมากขึ้น

ส่ง

สัณฐานวิทยาพื้นผิวของ mwnt-cooh-sdbs สารเคลือบที่มีกราฟีน 0.2% และสารเคลือบที่มี mwnt-cooh-sdbs 0.2% และกราฟีน 0.2% จะเห็นได้ว่าสารเคลือบทั้งสองชนิดที่มีกราฟีนในรูปที่ 6 (B2 และ C2) มีโครงสร้างแบนราบ การจับยึดระหว่างอนุภาคในสารเคลือบแน่นหนา และอนุภาครวมตัวถูกยึดติดแน่นด้วยกาว แม้ว่าพื้นผิวจะถูกกัดกร่อนโดยอิเล็กโทรไลต์ แต่ช่องรูพรุนกลับเกิดขึ้นน้อยลง หลังจากการกัดกร่อน พื้นผิวสารเคลือบมีความหนาแน่นสูงและมีโครงสร้างข้อบกพร่องน้อย สำหรับรูปที่ 6 (A1, A2) เนื่องจากลักษณะของ mwnt-cooh-sdbs สารเคลือบก่อนการกัดกร่อนจึงมีโครงสร้างรูพรุนที่กระจายตัวสม่ำเสมอ หลังจากการกัดกร่อน รูพรุนของชิ้นส่วนเดิมจะแคบและยาวขึ้น และช่องรูพรุนจะลึกขึ้น เมื่อเปรียบเทียบกับรูปที่ 6 (B2, C2) พบว่าโครงสร้างมีข้อบกพร่องมากกว่า ซึ่งสอดคล้องกับการกระจายขนาดของค่าอิมพีแดนซ์ของสารเคลือบที่ได้จากการทดสอบการกัดกร่อนด้วยไฟฟ้าเคมี แสดงให้เห็นว่าสารเคลือบเซรามิกอะลูมินาที่ประกอบด้วยกราฟีน โดยเฉพาะอย่างยิ่งส่วนผสมของกราฟีนและคาร์บอนนาโนทิวบ์ มีความต้านทานการกัดกร่อนที่ดีที่สุด เนื่องจากโครงสร้างของคาร์บอนนาโนทิวบ์และกราฟีนสามารถป้องกันการแพร่กระจายของรอยแตกและปกป้องเมทริกซ์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ

5. การอภิปรายและสรุป
จากการทดสอบความต้านทานการกัดกร่อนของคาร์บอนนาโนทิวบ์และสารเติมแต่งกราฟีนบนการเคลือบเซรามิกอะลูมินาและการวิเคราะห์โครงสร้างจุลภาคบนพื้นผิวของการเคลือบ ทำให้ได้ข้อสรุปดังต่อไปนี้:

(1) เมื่อเวลาการกัดกร่อนอยู่ที่ 19 ชั่วโมง เมื่อเพิ่มวัสดุผสมคาร์บอนนาโนทิวบ์ไฮบริด 0.2% + กราฟีน 0.2% ของสารเคลือบเซรามิกอะลูมินา ความหนาแน่นกระแสการกัดกร่อนเพิ่มขึ้นจาก 2.890 × 10-6 A/cm2 เป็น 1.536 × 10-6 A/cm2 อิมพีแดนซ์ไฟฟ้าเพิ่มขึ้นจาก 11388 Ω เป็น 28079 Ω และประสิทธิภาพการต้านทานการกัดกร่อนสูงสุดคือ 46.85% เมื่อเทียบกับสารเคลือบเซรามิกอะลูมินาบริสุทธิ์ สารเคลือบคอมโพสิตที่มีกราฟีนและคาร์บอนนาโนทิวบ์มีความต้านทานการกัดกร่อนที่ดีกว่า

(2) เมื่อระยะเวลาการแช่อิเล็กโทรไลต์เพิ่มขึ้น อิเล็กโทรไลต์จะแทรกซึมเข้าไปในพื้นผิวรอยต่อของสารเคลือบ/สารตั้งต้น เพื่อสร้างฟิล์มออกไซด์ของโลหะ ซึ่งขัดขวางการแทรกซึมของอิเล็กโทรไลต์เข้าสู่สารตั้งต้น ความต้านทานไฟฟ้าจะลดลงก่อนแล้วจึงเพิ่มขึ้น ส่งผลให้ความต้านทานการกัดกร่อนของสารเคลือบเซรามิกอะลูมินาบริสุทธิ์ต่ำ โครงสร้างและการทำงานร่วมกันของคาร์บอนนาโนทิวบ์และกราฟีนขัดขวางการแทรกซึมลงของอิเล็กโทรไลต์ เมื่อแช่เป็นเวลา 19.5 ชั่วโมง ความต้านทานไฟฟ้าของสารเคลือบที่มีวัสดุนาโนลดลง 22.94%, 25.60% และ 9.61% ตามลำดับ และสารเคลือบมีความต้านทานการกัดกร่อนที่ดี

6. กลไกอิทธิพลของความต้านทานการกัดกร่อนของสารเคลือบ
จากกราฟเส้น Tafel และกราฟเส้นการเปลี่ยนแปลงค่าอิมพีแดนซ์ไฟฟ้า พบว่าการเคลือบเซรามิกอะลูมินาร่วมกับกราฟีน คาร์บอนนาโนทิวบ์ และส่วนผสมของทั้งสองสามารถปรับปรุงความต้านทานการกัดกร่อนของเมทริกซ์โลหะได้ และผลเสริมฤทธิ์ของทั้งสองสามารถปรับปรุงความต้านทานการกัดกร่อนของการเคลือบเซรามิกแบบยึดติดได้ดียิ่งขึ้น เพื่อศึกษาเพิ่มเติมเกี่ยวกับผลกระทบของสารเติมแต่งระดับนาโนต่อความต้านทานการกัดกร่อนของสารเคลือบ จึงได้ศึกษาสัณฐานวิทยาของพื้นผิวจุลภาคของสารเคลือบหลังการกัดกร่อน

รูปที่ 5 (A1, A2, B1, B2) แสดงสัณฐานวิทยาพื้นผิวของสเตนเลสสตีล 304 ที่สัมผัสกับสารเคลือบและเซรามิกอะลูมินาบริสุทธิ์ที่เคลือบด้วยกำลังขยายต่างๆ หลังการกัดกร่อน รูปที่ 5 (A2) แสดงให้เห็นว่าพื้นผิวหลังการกัดกร่อนมีความหยาบ สำหรับพื้นผิวเปล่า หลุมกัดกร่อนขนาดใหญ่หลายหลุมปรากฏขึ้นบนพื้นผิวหลังจากแช่ในอิเล็กโทรไลต์ ซึ่งบ่งชี้ว่าความต้านทานการกัดกร่อนของเมทริกซ์โลหะเปล่าต่ำและอิเล็กโทรไลต์สามารถแทรกซึมเข้าไปในเมทริกซ์ได้ง่าย สำหรับการเคลือบเซรามิกอะลูมินาบริสุทธิ์ ดังแสดงในรูปที่ 5 (B2) แม้ว่าจะมีช่องกัดกร่อนที่มีรูพรุนเกิดขึ้นหลังการกัดกร่อน แต่โครงสร้างที่ค่อนข้างหนาแน่นและความต้านทานการกัดกร่อนที่ยอดเยี่ยมของการเคลือบเซรามิกอะลูมินาบริสุทธิ์สามารถป้องกันการบุกรุกของอิเล็กโทรไลต์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ ซึ่งอธิบายถึงเหตุผลที่ทำให้ความต้านทานของการเคลือบเซรามิกอะลูมินามีประสิทธิภาพมากขึ้น

สัณฐานวิทยาพื้นผิวของ mwnt-cooh-sdbs สารเคลือบที่มีกราฟีน 0.2% และสารเคลือบที่มี mwnt-cooh-sdbs 0.2% และกราฟีน 0.2% จะเห็นได้ว่าสารเคลือบทั้งสองชนิดที่มีกราฟีนในรูปที่ 6 (B2 และ C2) มีโครงสร้างแบนราบ การจับยึดระหว่างอนุภาคในสารเคลือบแน่นหนา และอนุภาครวมตัวถูกยึดติดแน่นด้วยกาว แม้ว่าพื้นผิวจะถูกกัดกร่อนโดยอิเล็กโทรไลต์ แต่ช่องรูพรุนกลับเกิดขึ้นน้อยลง หลังจากการกัดกร่อน พื้นผิวสารเคลือบมีความหนาแน่นสูงและมีโครงสร้างข้อบกพร่องน้อย สำหรับรูปที่ 6 (A1, A2) เนื่องจากลักษณะของ mwnt-cooh-sdbs สารเคลือบก่อนการกัดกร่อนจึงมีโครงสร้างรูพรุนที่กระจายตัวสม่ำเสมอ หลังจากการกัดกร่อน รูพรุนของชิ้นส่วนเดิมจะแคบและยาวขึ้น และช่องรูพรุนจะลึกขึ้น เมื่อเปรียบเทียบกับรูปที่ 6 (B2, C2) พบว่าโครงสร้างมีข้อบกพร่องมากกว่า ซึ่งสอดคล้องกับการกระจายขนาดของค่าอิมพีแดนซ์ของสารเคลือบที่ได้จากการทดสอบการกัดกร่อนด้วยไฟฟ้าเคมี แสดงให้เห็นว่าสารเคลือบเซรามิกอะลูมินาที่ประกอบด้วยกราฟีน โดยเฉพาะอย่างยิ่งส่วนผสมของกราฟีนและคาร์บอนนาโนทิวบ์ มีความต้านทานการกัดกร่อนที่ดีที่สุด เนื่องจากโครงสร้างของคาร์บอนนาโนทิวบ์และกราฟีนสามารถป้องกันการแพร่กระจายของรอยแตกและปกป้องเมทริกซ์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ

7. การอภิปรายและสรุป
จากการทดสอบความต้านทานการกัดกร่อนของคาร์บอนนาโนทิวบ์และสารเติมแต่งกราฟีนบนการเคลือบเซรามิกอะลูมินาและการวิเคราะห์โครงสร้างจุลภาคบนพื้นผิวของการเคลือบ ทำให้ได้ข้อสรุปดังต่อไปนี้:

(1) เมื่อเวลาการกัดกร่อนอยู่ที่ 19 ชั่วโมง เมื่อเพิ่มวัสดุผสมคาร์บอนนาโนทิวบ์ไฮบริด 0.2% + กราฟีน 0.2% ของสารเคลือบเซรามิกอะลูมินา ความหนาแน่นกระแสการกัดกร่อนเพิ่มขึ้นจาก 2.890 × 10-6 A/cm2 เป็น 1.536 × 10-6 A/cm2 อิมพีแดนซ์ไฟฟ้าเพิ่มขึ้นจาก 11388 Ω เป็น 28079 Ω และประสิทธิภาพการต้านทานการกัดกร่อนสูงสุดคือ 46.85% เมื่อเทียบกับสารเคลือบเซรามิกอะลูมินาบริสุทธิ์ สารเคลือบคอมโพสิตที่มีกราฟีนและคาร์บอนนาโนทิวบ์มีความต้านทานการกัดกร่อนที่ดีกว่า

(2) เมื่อระยะเวลาการแช่อิเล็กโทรไลต์เพิ่มขึ้น อิเล็กโทรไลต์จะแทรกซึมเข้าไปในพื้นผิวรอยต่อของสารเคลือบ/สารตั้งต้น เพื่อสร้างฟิล์มออกไซด์ของโลหะ ซึ่งขัดขวางการแทรกซึมของอิเล็กโทรไลต์เข้าสู่สารตั้งต้น ความต้านทานไฟฟ้าจะลดลงก่อนแล้วจึงเพิ่มขึ้น ส่งผลให้ความต้านทานการกัดกร่อนของสารเคลือบเซรามิกอะลูมินาบริสุทธิ์ต่ำ โครงสร้างและการทำงานร่วมกันของคาร์บอนนาโนทิวบ์และกราฟีนขัดขวางการแทรกซึมลงของอิเล็กโทรไลต์ เมื่อแช่เป็นเวลา 19.5 ชั่วโมง ความต้านทานไฟฟ้าของสารเคลือบที่มีวัสดุนาโนลดลง 22.94%, 25.60% และ 9.61% ตามลำดับ และสารเคลือบมีความต้านทานการกัดกร่อนที่ดี

(3) เนื่องจากคุณสมบัติของคาร์บอนนาโนทิวบ์ สารเคลือบที่เติมคาร์บอนนาโนทิวบ์เพียงอย่างเดียวจึงมีโครงสร้างรูพรุนกระจายตัวสม่ำเสมอก่อนการกัดกร่อน หลังจากการกัดกร่อน รูพรุนของชิ้นส่วนเดิมจะแคบและยาวขึ้น และช่องจะลึกขึ้น สารเคลือบที่ประกอบด้วยกราฟีนมีโครงสร้างแบนก่อนการกัดกร่อน การรวมตัวของอนุภาคในสารเคลือบจะแน่น และอนุภาคมวลรวมจะถูกห่อหุ้มอย่างแน่นหนาด้วยกาว แม้ว่าพื้นผิวจะถูกกัดกร่อนโดยอิเล็กโทรไลต์หลังจากการกัดกร่อน แต่ช่องรูพรุนมีจำนวนน้อยและโครงสร้างยังคงหนาแน่น โครงสร้างของคาร์บอนนาโนทิวบ์และกราฟีนสามารถป้องกันการแพร่กระจายของรอยแตกและปกป้องเมทริกซ์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ