การศึกษาความต้านทานการกัดกร่อนของสารเคลือบเซรามิกอะลูมินาเสริมแรงด้วยกราฟีน/นาโนทิวบ์คาร์บอน

1. การเตรียมสารเคลือบ
เพื่อให้การทดสอบทางเคมีไฟฟ้าในภายหลังง่ายขึ้น จึงเลือกใช้สแตนเลส 304 ขนาด 30 มม. × 4 มม. เป็นฐาน ขัดและขจัดชั้นออกไซด์และคราบสนิมที่ตกค้างบนพื้นผิวของฐานด้วยกระดาษทราย จากนั้นใส่ลงในบีกเกอร์ที่มีอะซิโตน และใช้เครื่องทำความสะอาดอัลตราโซนิกรุ่น BG-06C ของบริษัท Bangjie Electronics ทำความสะอาดคราบสกปรกบนพื้นผิวเป็นเวลา 20 นาที ขจัดเศษสึกหรอออกจากพื้นผิวโลหะด้วยแอลกอฮอล์และน้ำกลั่น แล้วเป่าให้แห้งด้วยเครื่องเป่าลม จากนั้นเตรียมอะลูมินา (Al2O3) กราฟีน และนาโนทิวบ์คาร์บอนไฮบริด (mwnt-coohsdbs) ในสัดส่วน (100: 0: 0, 99.8: 0.2: 0, 99.8: 0: 0.2, 99.6: 0.2: 0.2) แล้วใส่ลงในเครื่องบดลูกบอล (qm-3sp2 ของโรงงานเครื่องมือ Nanjing NANDA) เพื่อบดและผสมให้เข้ากัน ตั้งความเร็วรอบของเครื่องบดลูกบอลไว้ที่ 220 รอบ/นาที และหมุนเครื่องบดลูกบอลไปที่...

หลังจากทำการบดด้วยลูกบอลแล้ว ให้ตั้งความเร็วรอบของถังบดลูกบอลเป็น 1/2 สลับกันไปหลังจากบดเสร็จแล้ว จากนั้นนำเม็ดเซรามิกที่บดแล้วและสารยึดเกาะมาผสมให้เข้ากันอย่างสม่ำเสมอตามอัตราส่วนมวล 1.0 : 0.8 สุดท้ายจะได้สารเคลือบเซรามิกที่มีคุณสมบัติยึดเกาะโดยผ่านกระบวนการบ่ม

2. การทดสอบการกัดกร่อน
ในการศึกษาครั้งนี้ การทดสอบการกัดกร่อนทางไฟฟ้าเคมีใช้เครื่องมือวิเคราะห์ทางไฟฟ้าเคมี Shanghai Chenhua chi660e และใช้ระบบทดสอบแบบสามขั้ว โดยใช้ขั้วไฟฟ้าแพลทินัมเป็นขั้วไฟฟ้าช่วย ขั้วไฟฟ้าเงินคลอไรด์เป็นขั้วไฟฟ้าอ้างอิง และชิ้นงานเคลือบเป็นขั้วไฟฟ้าทำงาน โดยมีพื้นที่สัมผัสที่มีประสิทธิภาพ 1 ตารางเซนติเมตร เชื่อมต่อขั้วไฟฟ้าอ้างอิง ขั้วไฟฟ้าทำงาน และขั้วไฟฟ้าช่วยเข้ากับเซลล์อิเล็กโทรไลต์ด้วยเครื่องมือ ดังแสดงในรูปที่ 1 และ 2 ก่อนการทดสอบ ให้แช่ชิ้นงานในสารละลายอิเล็กโทรไลต์ ซึ่งเป็นสารละลาย NaCl 3.5%

3. การวิเคราะห์การกัดกร่อนทางไฟฟ้าเคมีของสารเคลือบด้วยวิธี Tafel
รูปที่ 3 แสดงเส้นโค้งเทเฟลของพื้นผิวที่ไม่ได้เคลือบและพื้นผิวเคลือบเซรามิกที่เคลือบด้วยสารเติมแต่งนาโนชนิดต่างๆ หลังจากการกัดกร่อนทางไฟฟ้าเคมีเป็นเวลา 19 ชั่วโมง ข้อมูลแรงดันการกัดกร่อน ความหนาแน่นกระแสการกัดกร่อน และข้อมูลการทดสอบอิมพีแดนซ์ทางไฟฟ้าที่ได้จากการทดสอบการกัดกร่อนทางไฟฟ้าเคมีแสดงอยู่ในตารางที่ 1

ส่ง
เมื่อความหนาแน่นกระแสการกัดกร่อนน้อยลงและประสิทธิภาพการต้านทานการกัดกร่อนสูงขึ้น ผลการต้านทานการกัดกร่อนของสารเคลือบก็จะดีขึ้น จากรูปที่ 3 และตารางที่ 1 จะเห็นได้ว่าเมื่อเวลาการกัดกร่อนคือ 19 ชั่วโมง แรงดันไฟฟ้าการกัดกร่อนสูงสุดของเมทริกซ์โลหะเปล่าคือ -0.680 V และความหนาแน่นกระแสการกัดกร่อนของเมทริกซ์ก็มีค่าสูงสุดเช่นกัน โดยอยู่ที่ 2.890 × 10⁻⁶ A/cm² เมื่อเคลือบด้วยสารเคลือบเซรามิกอะลูมินาบริสุทธิ์ ความหนาแน่นกระแสการกัดกร่อนลดลง 78% และประสิทธิภาพการต้านทานการกัดกร่อนอยู่ที่ 22.01% แสดงให้เห็นว่าสารเคลือบเซรามิกมีบทบาทในการป้องกันที่ดีกว่าและสามารถปรับปรุงการต้านทานการกัดกร่อนของสารเคลือบในอิเล็กโทรไลต์ที่เป็นกลางได้

เมื่อเติม mwnt-cooh-sdbs 0.2% หรือกราฟีน 0.2% ลงในสารเคลือบ ความหนาแน่นกระแสการกัดกร่อนลดลง ความต้านทานเพิ่มขึ้น และความต้านทานการกัดกร่อนของสารเคลือบดีขึ้น โดยมีประสิทธิภาพการป้องกันการกัดกร่อน (PE) อยู่ที่ 38.48% และ 40.10% ตามลำดับ เมื่อเคลือบพื้นผิวด้วยสารเคลือบอะลูมินาผสม mwnt-cooh-sdbs 0.2% และกราฟีน 0.2% กระแสการกัดกร่อนลดลงจาก 2.890 × 10⁻⁶ A/cm² เหลือ 1.536 × 10⁻⁶ A/cm² ค่าความต้านทานสูงสุดเพิ่มขึ้นจาก 11388 Ω เป็น 28079 Ω และประสิทธิภาพการป้องกันการกัดกร่อน (PE) ของสารเคลือบสามารถสูงถึง 46.85% ผลการวิจัยแสดงให้เห็นว่าผลิตภัณฑ์เป้าหมายที่เตรียมไว้มีคุณสมบัติทนต่อการกัดกร่อนได้ดี และผลเสริมฤทธิ์กันของท่อนาโนคาร์บอนและกราฟีนสามารถปรับปรุงคุณสมบัติทนต่อการกัดกร่อนของสารเคลือบเซรามิกได้อย่างมีประสิทธิภาพ

4. ผลของระยะเวลาการแช่ต่อค่าความต้านทานของสารเคลือบ
เพื่อศึกษาความต้านทานการกัดกร่อนของสารเคลือบเพิ่มเติม โดยพิจารณาถึงอิทธิพลของระยะเวลาการแช่ตัวอย่างในสารละลายอิเล็กโทรไลต์ต่อการทดสอบ จึงได้ทำการสร้างกราฟแสดงการเปลี่ยนแปลงความต้านทานของสารเคลือบทั้งสี่ชนิดที่ระยะเวลาการแช่ต่างกัน ดังแสดงในรูปที่ 4

ส่ง
ในระยะแรกของการแช่ (10 ชั่วโมง) เนื่องจากความหนาแน่นและโครงสร้างที่ดีของสารเคลือบ ทำให้สารละลายอิเล็กโทรไลต์แทรกซึมเข้าไปในสารเคลือบได้ยาก ในช่วงเวลานี้ สารเคลือบเซรามิกแสดงความต้านทานสูง หลังจากแช่ไประยะหนึ่ง ความต้านทานจะลดลงอย่างมาก เพราะเมื่อเวลาผ่านไป สารละลายอิเล็กโทรไลต์จะค่อยๆ ก่อตัวเป็นช่องทางการกัดกร่อนผ่านรูพรุนและรอยแตกในสารเคลือบ และแทรกซึมเข้าไปในเนื้อสาร ทำให้ความต้านทานของสารเคลือบลดลงอย่างมาก

ในขั้นตอนที่สอง เมื่อผลิตภัณฑ์จากการกัดกร่อนเพิ่มขึ้นถึงปริมาณหนึ่ง การแพร่กระจายจะถูกปิดกั้นและช่องว่างจะค่อยๆ ถูกปิดกั้น ในขณะเดียวกัน เมื่ออิเล็กโทรไลต์แทรกซึมเข้าไปในส่วนเชื่อมต่อของชั้นล่างสุด/เมทริกซ์ โมเลกุลของน้ำจะทำปฏิกิริยากับธาตุเหล็กในเมทริกซ์ที่จุดเชื่อมต่อระหว่างสารเคลือบ/เมทริกซ์ ทำให้เกิดฟิล์มออกไซด์โลหะบางๆ ซึ่งขัดขวางการแทรกซึมของอิเล็กโทรไลต์เข้าไปในเมทริกซ์และเพิ่มค่าความต้านทาน เมื่อเมทริกซ์โลหะเปลือยถูกกัดกร่อนด้วยไฟฟ้าเคมี ตะกอนสีเขียวส่วนใหญ่จะเกิดขึ้นที่ด้านล่างของอิเล็กโทรไลต์ สารละลายอิเล็กโทรไลต์ไม่เปลี่ยนสีเมื่อทำการอิเล็กโทรไลซิสตัวอย่างที่เคลือบ ซึ่งสามารถพิสูจน์ได้ว่ามีปฏิกิริยาเคมีดังกล่าวเกิดขึ้น

เนื่องจากระยะเวลาการแช่สั้นและปัจจัยภายนอกที่มีอิทธิพลมาก เพื่อให้ได้ความสัมพันธ์การเปลี่ยนแปลงของพารามิเตอร์ทางเคมีไฟฟ้าที่แม่นยำยิ่งขึ้น จึงได้วิเคราะห์เส้นโค้ง Tafel ที่เวลา 19 ชั่วโมงและ 19.5 ชั่วโมง ความหนาแน่นกระแสการกัดกร่อนและความต้านทานที่ได้จากซอฟต์แวร์วิเคราะห์ zsimpwin แสดงในตารางที่ 2 พบว่า เมื่อแช่เป็นเวลา 19 ชั่วโมง เมื่อเปรียบเทียบกับพื้นผิวเปล่า ความหนาแน่นกระแสการกัดกร่อนของอะลูมินาบริสุทธิ์และสารเคลือบอะลูมินาคอมโพสิตที่มีวัสดุนาโนเสริมมีค่าน้อยกว่า และค่าความต้านทานมีค่ามากกว่า ค่าความต้านทานของสารเคลือบเซรามิกที่มีคาร์บอนนาโนทิวบ์และสารเคลือบที่มีกราฟีนเกือบเท่ากัน ในขณะที่โครงสร้างการเคลือบที่มีคาร์บอนนาโนทิวบ์และวัสดุคอมโพสิตกราฟีนมีค่าความต้านทานเพิ่มขึ้นอย่างเห็นได้ชัด ทั้งนี้เนื่องจากผลเสริมฤทธิ์กันของคาร์บอนนาโนทิวบ์แบบหนึ่งมิติและกราฟีนแบบสองมิติช่วยเพิ่มความต้านทานการกัดกร่อนของวัสดุ

เมื่อเวลาในการแช่เพิ่มขึ้น (19.5 ชั่วโมง) ความต้านทานของพื้นผิวเปล่าก็เพิ่มขึ้น แสดงว่าอยู่ในระยะที่สองของการกัดกร่อนและฟิล์มโลหะออกไซด์ได้เกิดขึ้นบนพื้นผิวของวัสดุ ในทำนองเดียวกัน เมื่อเวลาเพิ่มขึ้น ความต้านทานของสารเคลือบเซรามิกอะลูมินาบริสุทธิ์ก็เพิ่มขึ้นเช่นกัน แสดงว่าในขณะนี้ แม้ว่าสารเคลือบเซรามิกจะมีผลในการชะลอการกัดกร่อน แต่สารละลายอิเล็กโทรไลต์ได้แทรกซึมเข้าไปในส่วนเชื่อมต่อระหว่างสารเคลือบกับพื้นผิว และสร้างฟิล์มออกไซด์ขึ้นผ่านปฏิกิริยาเคมี
เมื่อเปรียบเทียบกับการเคลือบอะลูมินาที่มี mwnt-cooh-sdbs 0.2% การเคลือบอะลูมินาที่มีกราฟีน 0.2% และการเคลือบอะลูมินาที่มีทั้ง mwnt-cooh-sdbs 0.2% และกราฟีน 0.2% พบว่าความต้านทานของการเคลือบลดลงอย่างมีนัยสำคัญเมื่อเวลาผ่านไป โดยลดลง 22.94%, 25.60% และ 9.61% ตามลำดับ ซึ่งแสดงให้เห็นว่าอิเล็กโทรไลต์ไม่ได้แทรกซึมเข้าไปในรอยต่อระหว่างการเคลือบและพื้นผิวในขณะนั้น เนื่องจากโครงสร้างของท่อนาโนคาร์บอนและกราฟีนช่วยปิดกั้นการแทรกซึมของอิเล็กโทรไลต์ลงด้านล่าง จึงช่วยปกป้องเมทริกซ์ นอกจากนี้ยังได้ยืนยันถึงผลเสริมฤทธิ์กันของวัสดุทั้งสองชนิด การเคลือบที่มีนาโนวัสดุสองชนิดจึงมีความต้านทานการกัดกร่อนที่ดีกว่า

จากการวิเคราะห์เส้นโค้งเทเฟลและเส้นโค้งการเปลี่ยนแปลงค่าความต้านทานไฟฟ้า พบว่าการเคลือบเซรามิกอะลูมินาที่มีกราฟีน คาร์บอนนาโนทิวบ์ และส่วนผสมของทั้งสองชนิด สามารถปรับปรุงความต้านทานการกัดกร่อนของเมทริกซ์โลหะได้ และผลเสริมฤทธิ์กันของทั้งสองชนิดสามารถปรับปรุงความต้านทานการกัดกร่อนของการเคลือบเซรามิกแบบยึดติดได้ดียิ่งขึ้น เพื่อศึกษาผลของสารเติมแต่งนาโนต่อความต้านทานการกัดกร่อนของการเคลือบเพิ่มเติม จึงได้ทำการสังเกตลักษณะพื้นผิวระดับจุลภาคของการเคลือบหลังการกัดกร่อน

ส่ง

ภาพที่ 5 (A1, A2, B1, B2) แสดงลักษณะพื้นผิวของเหล็กกล้าไร้สนิม 304 ที่สัมผัสกับการกัดกร่อน และเซรามิกอลูมินาบริสุทธิ์ที่เคลือบแล้ว ที่กำลังขยายต่างกันหลังจากการกัดกร่อน ภาพที่ 5 (A2) แสดงให้เห็นว่าพื้นผิวหลังจากการกัดกร่อนมีความหยาบ สำหรับพื้นผิวเปล่า จะพบหลุมกัดกร่อนขนาดใหญ่หลายแห่งปรากฏบนพื้นผิวหลังจากแช่ในสารละลายอิเล็กโทรไลต์ ซึ่งบ่งชี้ว่าความต้านทานการกัดกร่อนของโลหะเปล่านั้นต่ำ และสารละลายอิเล็กโทรไลต์สามารถแทรกซึมเข้าไปในเนื้อโลหะได้ง่าย สำหรับการเคลือบเซรามิกอลูมินาบริสุทธิ์ ดังแสดงในภาพที่ 5 (B2) แม้ว่าจะเกิดช่องทางการกัดกร่อนที่มีรูพรุนขึ้นหลังจากการกัดกร่อน แต่โครงสร้างที่ค่อนข้างหนาแน่นและความต้านทานการกัดกร่อนที่ดีเยี่ยมของการเคลือบเซรามิกอลูมินาบริสุทธิ์ สามารถป้องกันการแทรกซึมของสารละลายอิเล็กโทรไลต์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ ซึ่งเป็นเหตุผลที่อธิบายถึงการปรับปรุงค่าความต้านทานของสารเคลือบเซรามิกอลูมินาได้อย่างมีประสิทธิภาพ

ส่ง

ลักษณะพื้นผิวของ mwnt-cooh-sdbs, สารเคลือบที่มีกราฟีน 0.2% และสารเคลือบที่มี mwnt-cooh-sdbs 0.2% และกราฟีน 0.2% จะเห็นได้ว่าสารเคลือบที่มีกราฟีนทั้งสองชนิดในรูปที่ 6 (B2 และ C2) มีโครงสร้างเรียบ การยึดเกาะระหว่างอนุภาคในสารเคลือบแน่น และอนุภาคที่รวมตัวกันถูกห่อหุ้มด้วยกาวอย่างแน่นหนา แม้ว่าพื้นผิวจะถูกกัดกร่อนด้วยอิเล็กโทรไลต์ แต่ก็เกิดช่องรูพรุนน้อย หลังจากกัดกร่อนแล้ว พื้นผิวของสารเคลือบมีความหนาแน่นและมีโครงสร้างที่บกพร่องน้อย สำหรับรูปที่ 6 (A1, A2) เนื่องจากคุณสมบัติของ mwnt-cooh-sdbs สารเคลือบก่อนการกัดกร่อนจึงมีโครงสร้างรูพรุนที่กระจายตัวอย่างสม่ำเสมอ หลังจากกัดกร่อนแล้ว รูพรุนในส่วนเดิมจะแคบลงและยาวขึ้น และช่องจะลึกขึ้น เมื่อเปรียบเทียบกับรูปที่ 6 (B2, C2) โครงสร้างมีข้อบกพร่องมากกว่า ซึ่งสอดคล้องกับการกระจายขนาดของค่าความต้านทานของสารเคลือบที่ได้จากการทดสอบการกัดกร่อนทางไฟฟ้าเคมี แสดงให้เห็นว่าสารเคลือบเซรามิกอะลูมินาที่มีกราฟีน โดยเฉพาะอย่างยิ่งส่วนผสมของกราฟีนและท่อนาโนคาร์บอน มีความต้านทานการกัดกร่อนที่ดีที่สุด ทั้งนี้เนื่องจากโครงสร้างของท่อนาโนคาร์บอนและกราฟีนสามารถปิดกั้นการแพร่กระจายของรอยแตกและปกป้องเนื้อวัสดุได้อย่างมีประสิทธิภาพ

5. การอภิปรายและสรุป
จากการทดสอบความต้านทานการกัดกร่อนของสารเติมแต่งคาร์บอนนาโนทิวบ์และกราฟีนบนสารเคลือบเซรามิกอะลูมินา และการวิเคราะห์โครงสร้างจุลภาคของพื้นผิวสารเคลือบ สรุปได้ดังนี้:

(1) เมื่อเวลาการกัดกร่อนเป็น 19 ชั่วโมง การเพิ่มวัสดุผสมไฮบริดคาร์บอนนาโนทิวบ์ 0.2% + กราฟีน 0.2% ลงในสารเคลือบเซรามิกอลูมินา ความหนาแน่นกระแสการกัดกร่อนเพิ่มขึ้นจาก 2.890 × 10-6 A / cm2 ลดลงเหลือ 1.536 × 10-6 A / cm2 ความต้านทานไฟฟ้าเพิ่มขึ้นจาก 11388 Ω เป็น 28079 Ω และประสิทธิภาพการต้านทานการกัดกร่อนสูงสุดที่ 46.85% เมื่อเปรียบเทียบกับสารเคลือบเซรามิกอลูมินาบริสุทธิ์ สารเคลือบผสมกราฟีนและคาร์บอนนาโนทิวบ์มีคุณสมบัติการต้านทานการกัดกร่อนที่ดีกว่า

(2) เมื่อเวลาการแช่ของอิเล็กโทรไลต์เพิ่มขึ้น อิเล็กโทรไลต์จะแทรกซึมเข้าไปในพื้นผิวรอยต่อของสารเคลือบ/พื้นผิวรองรับเพื่อสร้างฟิล์มโลหะออกไซด์ ซึ่งขัดขวางการแทรกซึมของอิเล็กโทรไลต์เข้าไปในพื้นผิวรองรับ ค่าความต้านทานไฟฟ้าจะลดลงก่อนแล้วจึงเพิ่มขึ้น และความต้านทานการกัดกร่อนของสารเคลือบเซรามิกอลูมินาบริสุทธิ์จะต่ำ โครงสร้างและการทำงานร่วมกันของนาโนทิวบ์คาร์บอนและกราฟีนจะปิดกั้นการแทรกซึมของอิเล็กโทรไลต์ลงด้านล่าง เมื่อแช่เป็นเวลา 19.5 ชั่วโมง ค่าความต้านทานไฟฟ้าของสารเคลือบที่มีนาโนวัสดุลดลง 22.94%, 25.60% และ 9.61% ตามลำดับ และความต้านทานการกัดกร่อนของสารเคลือบก็ดี

6. กลไกที่มีอิทธิพลต่อความต้านทานการกัดกร่อนของสารเคลือบ
จากการวิเคราะห์เส้นโค้งเทเฟลและเส้นโค้งการเปลี่ยนแปลงค่าความต้านทานไฟฟ้า พบว่าการเคลือบเซรามิกอะลูมินาที่มีกราฟีน คาร์บอนนาโนทิวบ์ และส่วนผสมของทั้งสองชนิด สามารถปรับปรุงความต้านทานการกัดกร่อนของเมทริกซ์โลหะได้ และผลเสริมฤทธิ์กันของทั้งสองชนิดสามารถปรับปรุงความต้านทานการกัดกร่อนของการเคลือบเซรามิกแบบยึดติดได้ดียิ่งขึ้น เพื่อศึกษาผลของสารเติมแต่งนาโนต่อความต้านทานการกัดกร่อนของการเคลือบเพิ่มเติม จึงได้ทำการสังเกตลักษณะพื้นผิวระดับจุลภาคของการเคลือบหลังการกัดกร่อน

ภาพที่ 5 (A1, A2, B1, B2) แสดงลักษณะพื้นผิวของเหล็กกล้าไร้สนิม 304 ที่สัมผัสกับการกัดกร่อน และเซรามิกอลูมินาบริสุทธิ์ที่เคลือบแล้ว ที่กำลังขยายต่างกันหลังจากการกัดกร่อน ภาพที่ 5 (A2) แสดงให้เห็นว่าพื้นผิวหลังจากการกัดกร่อนมีความหยาบ สำหรับพื้นผิวเปล่า จะพบหลุมกัดกร่อนขนาดใหญ่หลายแห่งปรากฏบนพื้นผิวหลังจากแช่ในสารละลายอิเล็กโทรไลต์ ซึ่งบ่งชี้ว่าความต้านทานการกัดกร่อนของโลหะเปล่านั้นต่ำ และสารละลายอิเล็กโทรไลต์สามารถแทรกซึมเข้าไปในเนื้อโลหะได้ง่าย สำหรับการเคลือบเซรามิกอลูมินาบริสุทธิ์ ดังแสดงในภาพที่ 5 (B2) แม้ว่าจะเกิดช่องทางการกัดกร่อนที่มีรูพรุนขึ้นหลังจากการกัดกร่อน แต่โครงสร้างที่ค่อนข้างหนาแน่นและความต้านทานการกัดกร่อนที่ดีเยี่ยมของการเคลือบเซรามิกอลูมินาบริสุทธิ์ สามารถป้องกันการแทรกซึมของสารละลายอิเล็กโทรไลต์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ ซึ่งเป็นเหตุผลที่อธิบายถึงการปรับปรุงค่าความต้านทานของสารเคลือบเซรามิกอลูมินาได้อย่างมีประสิทธิภาพ

ลักษณะพื้นผิวของ mwnt-cooh-sdbs, สารเคลือบที่มีกราฟีน 0.2% และสารเคลือบที่มี mwnt-cooh-sdbs 0.2% และกราฟีน 0.2% จะเห็นได้ว่าสารเคลือบที่มีกราฟีนทั้งสองชนิดในรูปที่ 6 (B2 และ C2) มีโครงสร้างเรียบ การยึดเกาะระหว่างอนุภาคในสารเคลือบแน่น และอนุภาคที่รวมตัวกันถูกห่อหุ้มด้วยกาวอย่างแน่นหนา แม้ว่าพื้นผิวจะถูกกัดกร่อนด้วยอิเล็กโทรไลต์ แต่ก็เกิดช่องรูพรุนน้อย หลังจากกัดกร่อนแล้ว พื้นผิวของสารเคลือบมีความหนาแน่นและมีโครงสร้างที่บกพร่องน้อย สำหรับรูปที่ 6 (A1, A2) เนื่องจากคุณสมบัติของ mwnt-cooh-sdbs สารเคลือบก่อนการกัดกร่อนจึงมีโครงสร้างรูพรุนที่กระจายตัวอย่างสม่ำเสมอ หลังจากกัดกร่อนแล้ว รูพรุนในส่วนเดิมจะแคบลงและยาวขึ้น และช่องจะลึกขึ้น เมื่อเปรียบเทียบกับรูปที่ 6 (B2, C2) โครงสร้างมีข้อบกพร่องมากกว่า ซึ่งสอดคล้องกับการกระจายขนาดของค่าความต้านทานของสารเคลือบที่ได้จากการทดสอบการกัดกร่อนทางไฟฟ้าเคมี แสดงให้เห็นว่าสารเคลือบเซรามิกอะลูมินาที่มีกราฟีน โดยเฉพาะอย่างยิ่งส่วนผสมของกราฟีนและท่อนาโนคาร์บอน มีความต้านทานการกัดกร่อนที่ดีที่สุด ทั้งนี้เนื่องจากโครงสร้างของท่อนาโนคาร์บอนและกราฟีนสามารถปิดกั้นการแพร่กระจายของรอยแตกและปกป้องเนื้อวัสดุได้อย่างมีประสิทธิภาพ

7. การอภิปรายและสรุป
จากการทดสอบความต้านทานการกัดกร่อนของสารเติมแต่งคาร์บอนนาโนทิวบ์และกราฟีนบนสารเคลือบเซรามิกอะลูมินา และการวิเคราะห์โครงสร้างจุลภาคของพื้นผิวสารเคลือบ สรุปได้ดังนี้:

(1) เมื่อเวลาการกัดกร่อนเป็น 19 ชั่วโมง การเพิ่มวัสดุผสมไฮบริดคาร์บอนนาโนทิวบ์ 0.2% + กราฟีน 0.2% ลงในสารเคลือบเซรามิกอลูมินา ความหนาแน่นกระแสการกัดกร่อนเพิ่มขึ้นจาก 2.890 × 10-6 A / cm2 ลดลงเหลือ 1.536 × 10-6 A / cm2 ความต้านทานไฟฟ้าเพิ่มขึ้นจาก 11388 Ω เป็น 28079 Ω และประสิทธิภาพการต้านทานการกัดกร่อนสูงสุดที่ 46.85% เมื่อเปรียบเทียบกับสารเคลือบเซรามิกอลูมินาบริสุทธิ์ สารเคลือบผสมกราฟีนและคาร์บอนนาโนทิวบ์มีคุณสมบัติการต้านทานการกัดกร่อนที่ดีกว่า

(2) เมื่อเวลาการแช่ของอิเล็กโทรไลต์เพิ่มขึ้น อิเล็กโทรไลต์จะแทรกซึมเข้าไปในพื้นผิวรอยต่อของสารเคลือบ/พื้นผิวรองรับเพื่อสร้างฟิล์มโลหะออกไซด์ ซึ่งขัดขวางการแทรกซึมของอิเล็กโทรไลต์เข้าไปในพื้นผิวรองรับ ค่าความต้านทานไฟฟ้าจะลดลงก่อนแล้วจึงเพิ่มขึ้น และความต้านทานการกัดกร่อนของสารเคลือบเซรามิกอลูมินาบริสุทธิ์จะต่ำ โครงสร้างและการทำงานร่วมกันของนาโนทิวบ์คาร์บอนและกราฟีนจะปิดกั้นการแทรกซึมของอิเล็กโทรไลต์ลงด้านล่าง เมื่อแช่เป็นเวลา 19.5 ชั่วโมง ค่าความต้านทานไฟฟ้าของสารเคลือบที่มีนาโนวัสดุลดลง 22.94%, 25.60% และ 9.61% ตามลำดับ และความต้านทานการกัดกร่อนของสารเคลือบก็ดี

(3) เนื่องจากคุณสมบัติของคาร์บอนนาโนทิวบ์ การเคลือบที่เติมคาร์บอนนาโนทิวบ์เพียงอย่างเดียวจะมีโครงสร้างรูพรุนที่กระจายตัวอย่างสม่ำเสมอก่อนการกัดกร่อน หลังจากการกัดกร่อน รูพรุนของส่วนเดิมจะแคบลงและยาวขึ้น และช่องทางจะลึกขึ้น การเคลือบที่มีกราฟีนจะมีโครงสร้างเรียบก่อนการกัดกร่อน การรวมตัวระหว่างอนุภาคในการเคลือบจะแน่น และอนุภาคที่รวมตัวกันจะถูกห่อหุ้มอย่างแน่นหนาด้วยกาว แม้ว่าพื้นผิวจะถูกกัดกร่อนด้วยอิเล็กโทรไลต์หลังจากการกัดกร่อนแล้ว ก็ยังมีช่องทางรูพรุนน้อย และโครงสร้างยังคงหนาแน่น โครงสร้างของคาร์บอนนาโนทิวบ์และกราฟีนสามารถปิดกั้นการแพร่กระจายของรอยแตกและปกป้องเมทริกซ์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ