1. Örtük taýýarlamak
Has soňraky elektrohimiýa synagyny ýeňilleşdirmek üçin 30mm × 4 mm 304 poslamaýan polatdan esas hökmünde saýlanýar. Substratyň üstündäki galyndy oksid gatlagyny we pos tegmillerini polýak bilen aýyryň we aseton saklaýan gaba salyň, substratyň üstündäki tegmilleri Bangji elektronika kompaniýasynyň bg-06c ultrases arassalaýjysy bilen 20 minutlap bejeriň, metal substratyň üstündäki könelen galyndylary alkogol we distillendirilen suw bilen guradyň. Soňra alýumina (Al2O3), grafen we gibrid uglerod nanotube (mwnt-coohsdbs) degişlilikde (100: 0: 0, 99.8: 0.2: 0, 99.8: 0: 0.2, 99.6: 0.2: 0.2) taýýarlanyldy we top degirmenine (Nanjing NANDA gural zawodynyň qm-3sp2 we garyşyk zawody). Top degirmeniniň aýlanma tizligi 220 R / min, top degirmeni bolsa öwrüldi
Top degirmeninden soň, top üweýji tankyň aýlanma tizligini top degirmeni gutarandan soň gezekli-gezegine 1/2 edip kesgitläň we top degirmeni gutarandan soň top degirmeniniň aýlanyş tizligini 1/2 gezek kesgitläň. Top degirmen keramiki agregat we baglaýjy, 1,0 ∶ 0.8 massa fraksiýasyna görä deň derejede garylýar. Ahyrynda, ýelmeşýän keramiki örtük bejeriş prosesi arkaly alyndy.
2. Poslama synagy
Bu gözlegde, elektrokimiki poslama synagy Şanhaý Chenhua chi660e elektrohimiýa iş stansiýasyny kabul edýär we synag üç sany elektrod synag ulgamyny kabul edýär. Platina elektrody kömekçi elektrod, kümüş kümüş hlorid elektrody salgylanma elektrody, örtülen nusga bolsa 1 sm2 täsirli täsir meýdany bolan işleýän elektroddyr. Elektrolit öýjügindäki salgylanma elektrodyny, işleýän elektrody we kömekçi elektrody 1-nji we 2-nji suratlarda görkezilişi ýaly gural bilen birleşdiriň. Synagdan öň nusgany 3,5% NaCl ergini bolan elektrolitde siňdiriň.
3. Örtükleriň elektrohimiki poslamasynyň tafel derňewi
3-nji suratda, 19 sagat elektrokimiki poslamadan soň dürli nano goşundylary bilen örtülen örtülen substratyň we keramiki örtügiň Tafel egrisi görkezilýär. Elektrokimiki poslama synagyndan alnan poslama naprýa .eniýe, poslama tok dykyzlygy we elektrik impedans synag maglumatlary 1-nji tablisada görkezilýär.
Iberiň
Poslama tok dykyzlygy has kiçi we poslama garşylyk netijeliligi has ýokary bolsa, örtügiň poslama garşylyk täsiri has gowudyr. 3-nji suratdan we 1-nji tablisadan poslama wagty 19s bolanda, ýalaňaç metal matrisanyň iň ýokary poslama naprýa -eniýesi -0.680 V, matrisanyň poslama häzirki dykyzlygy hem iň ulusy bolup, 2,890 × 10-6 A / cm2 pure Arassa alýumin keramiki örtük bilen örtülende, poslama tok dykyzlygy 78% -e we PE 22.01% -e çenli azaldy. Keramiki örtügiň has gowy gorag roluny oýnaýandygyny we bitarap elektrolitdäki örtügiň poslama garşylygyny ýokarlandyryp biljekdigini görkezýär.
Örtüge 0,2% mwnt-cooh-sdbs ýa-da 0,2% grafen goşulanda, poslama tok dykyzlygy peseldi, garşylyk ýokarlandy we örtügiň poslama garşylygy has gowulaşdy, PE degişlilikde 38,48% we 40.10%. Surfaceerüsti 0,2% mwnt-cooh-sdbs we 0,2% grafen garyndy alýumin örtügi bilen örtülende, poslama tok 2,890 × 10-6 A / cm2-den 1,536 × 10-6 A / cm2-e çenli azalýar, iň ýokary garşylyk bahasy 11388 from 28079 to çenli ýokarlanýar we örtügiň PE 46.85% -e ýetip biler. Taýýarlanan önümiň poslama garşylygy gowydygyny, uglerod nanoturbajyklarynyň we grafeniň sinergistik täsiri keramiki örtügiň poslama garşylygyny netijeli gowulaşdyryp biljekdigini görkezýär.
4. Wagtyň örtülmeginiň örtük impedansyna täsiri
Örtügiň poslama garşylygyny has giňişleýin öwrenmek üçin, nusganyň elektrolitdäki suwa çümdüriliş wagtynyň synagdaky täsirini göz öňünde tutup, 4-nji suratda görkezilişi ýaly dört örtügiň dürli çümdürme wagtyndaky garşylyk egri egrileri alynýar.
Iberiň
Çümdürmegiň başlangyç döwründe (10 sag), örtügiň gowy dykyzlygy we gurluşy sebäpli elektrolit örtüge çümmek kyn. Bu wagt keramiki örtük ýokary garşylygy görkezýär. Birnäçe wagtlap siňdirilenden soň garşylyk ep-esli azalýar, sebäbi wagtyň geçmegi bilen elektrolit örtükdäki gözeneklerden we çatryklardan kem-kemden poslama kanaly emele getirýär we matrisa aralaşýar, netijede örtügiň garşylygy ep-esli azalýar.
Ikinji etapda, poslama önümler belli bir mukdarda köpelende, diffuziýa petiklenýär we boşluk kem-kemden ýapylýar. Şol bir wagtyň özünde, elektrolit aşaky gatlak / matrisanyň baglanyşyk interfeýsine aralaşanda, suw molekulalary örtük / matrisa çatrygyndaky matrisadaky Fe elementi bilen reaksiýa berer we elektrolitiň matrisa girmegine päsgel berýän we garşylyk bahasyny ýokarlandyrar. Arealaňaç metal matrisa elektrohimiki taýdan poslananda, ýaşyl flokulent ýagyşlaryň köpüsi elektrolitiň düýbünde öndürilýär. Elektrolitiki ergin, ýokardaky himiki reaksiýanyň bardygyny subut edip biljek örtülen nusgany elektrolizlenende reňkini üýtgetmedi.
Gysga wagt siňdiriş wagty we uly daşarky täsir faktorlary sebäpli, elektrokimiki parametrleriň takyk üýtgeşme gatnaşyklaryny almak üçin 19 sagatda we 19.5 sagatda Tafel egrileri derňelýär. Zsimpwin derňew programma üpjünçiligi tarapyndan alynýan poslama tok dykyzlygy we garşylygy 2-nji tablisada görkezilýär. 19 sagadyň dowamynda ýalaňaç substrat bilen deňeşdirilende, nano goşundy materiallaryny öz içine alýan arassa alýuminiň we alýumin kompozit örtüginiň poslama häzirki dykyzlygynyň has kiçi we garşylyk bahasynyň has uludygyny görmek bolýar. Uglerod nanoturbajyklaryny we grafeni öz içine alýan örtükli keramiki örtügiň garşylyk gymmaty birmeňzeş, şol bir wagtyň özünde uglerod nanoturbajyklary we grafen birleşýän materiallar bilen örtük gurluşy ep-esli ýokarlanýar, sebäbi bir ölçegli uglerod nanoturbajyklarynyň we iki ölçegli grafeniň sinergistik täsiri materialyň poslama garşylygyny ýokarlandyrýar.
Çümdüriliş wagtynyň (19.5 sag) köpelmegi bilen, ýalaňaç substratyň garşylygy ýokarlanýar, bu poslamagyň ikinji basgançagynda we substratyň üstünde metal oksidi filminiň öndürilýändigini görkezýär. Şonuň ýaly-da, wagtyň köpelmegi bilen arassa alýumin keramiki örtüginiň garşylygy hem ýokarlanýar, bu döwürde keramiki örtügiň haýal täsiriniň bardygyna garamazdan, elektrolitiň örtük / matrisanyň baglanyşyk interfeýsine aralaşandygyny we himiki reaksiýa arkaly oksid filmini öndürendigini görkezýär.
0,2% mwnt-cooh-sdbs öz içine alýan alýumin örtügi, 0,2% grafeni öz içine alýan alýumin örtügi we 0,2% mwnt-cooh-sdbs we 0,2% grafeni öz içine alýan alýumin örtügi bilen deňeşdirilende, wagtyň köpelmegi bilen örtügiň garşylygy ep-esli azaldy we bu elektrodyň içine girýän wagtynyň 22,94%, 25.60% we 9,61% bolandygyny görkezýär. Sebäbi uglerod nanoturbajyklarynyň we grafeniň gurluşy elektrolitleriň aşaky aralaşmagyny bökdeýär we şeýlelik bilen matrisany goraýar. Ikisiniň sinergistik täsiri hasam barlanýar. Iki nano materialy öz içine alýan örtük has gowy poslama garşylygy bar.
Tafel egrisi we elektrik impedans bahasynyň üýtgeýän egrisi arkaly, grafen, uglerod nanoturbajyklary we olaryň garyndysy bilen alýumin keramiki örtüginiň metal matrisanyň poslama garşylygyny gowulaşdyryp biljekdigi we ikisiniň sinergistik täsiri ýelimli keramiki örtügiň poslama garşylygyny hasam gowulaşdyryp biljekdigi ýüze çykaryldy. Nano goşundylarynyň örtügiň poslama garşylygyna täsirini has giňişleýin öwrenmek üçin, poslamadan soň örtügiň mikro üstki morfologiýasy syn edildi.
Iberiň
5-nji suratda (A1, A2, B1, B2) poslamaýan dürli ulalanda 304 poslamaýan polatdan we örtülen arassa alýumin keramikasynyň üstki morfologiýasy görkezilýär. 5-nji surat (A2) poslamadan soň ýeriň gödek bolandygyny görkezýär. Arealaňaç substrat üçin elektrolitlere çümdürilenden soň birnäçe uly poslama çukur peýda bolýar, bu ýalaňaç metal matrisanyň poslama garşylygynyň pesdigini we elektrolitiň matrisa aralaşmagynyň aňsatdygyny görkezýär. Arassa alýumin keramiki örtük üçin, 5-nji suratda görkezilişi ýaly (B2), gözenekli poslama kanallar poslanandan soň emele gelse-de, arassa alýumin keramiki örtüginiň has dykyz gurluşy we ajaýyp poslama garşylygy, alýumin keramiki örtüginiň päsgelçilikleriniň täsirli gowulaşmagynyň sebäbini düşündirýän elektrolitleriň çozmagyny netijeli bloklaýar.
Iberiň
Mwnt-cooh-sdbs-iň ýerüsti morfologiýasy, 0,2% grafeni öz içine alýan örtükler we 0,2% mwnt-cooh-sdbs we 0,2% grafen bolan örtükler. 6-njy suratda (B2 we C2) grafeni öz içine alýan iki örtügiň tekiz gurluşy, örtükdäki bölejikleriň arasyndaky baglanyşyk berk we jemi bölejikler ýelim bilen berk örtülendigini görmek bolýar. Electerüsti elektrolit bilen ýok edilse-de, az gözenek kanallary emele gelýär. Poslamadan soň örtügiň üstü dykyz we kemçilikli gurluşlar az. 6-njy surat (A1, A2) üçin, mwnt-cooh-sdbs aýratynlyklary sebäpli, poslama garşy örtük birmeňzeş paýlanan gözenekli gurluşdyr. Poslanandan soň, asyl böleginiň gözenekleri dar we uzyn bolýar we kanal has çuňlaşýar. 6-njy surat (B2, C2) bilen deňeşdirilende, gurluşyň has köp kemçiligi bar, bu elektrokimiki poslama synagyndan alnan örtük impedans bahasynyň ululygynyň paýlanyşyna laýyk gelýär. Grafeni öz içine alýan alýumin keramiki örtüginiň, esasanam grafen bilen uglerod nanotube garyndysynyň iň gowy poslama garşylygy bardygyny görkezýär. Sebäbi uglerod nanotube we grafeniň gurluşy, çatryk diffuziýasyny netijeli bökdäp we matrisany gorap biler.
5. Ara alyp maslahatlaşmak we gysgaça mazmun
Alýumin keramiki örtükdäki uglerod nanoturbajyklarynyň we grafen goşundylarynyň poslama garşylyk synagy we örtügiň üstki mikrostrukturasynyň seljermesi arkaly aşakdaky netijeler çykarylýar:
. Arassa alýumin keramiki örtük bilen deňeşdirilende, grafen we uglerod nanoturbajyklary bilen birleşdirilen örtük has gowy poslama garşylygy bar.
) Elektrik impedansy ilki azalýar we soň ýokarlanýar, arassa alýumin keramiki örtüginiň poslama garşylygy pes. Kömürturşy nanoturbajyklarynyň we grafeniň gurluşy we sinergiýasy elektrolitleriň aşak girmegini bökdedi. 19.5 sagadyň dowamynda nano materiallaryny öz içine alýan örtügiň elektrik impedansy degişlilikde 22,94%, 25.60% we 9,61% azaldy we örtügiň poslama garşylygy gowy boldy.
6. Örtügiň poslama garşylygynyň täsir mehanizmi
Tafel egrisi we elektrik impedans bahasynyň üýtgeýän egrisi arkaly, grafen, uglerod nanoturbajyklary we olaryň garyndysy bilen alýumin keramiki örtüginiň metal matrisanyň poslama garşylygyny gowulaşdyryp biljekdigi we ikisiniň sinergistik täsiri ýelimli keramiki örtügiň poslama garşylygyny hasam gowulaşdyryp biljekdigi ýüze çykaryldy. Nano goşundylarynyň örtügiň poslama garşylygyna täsirini has giňişleýin öwrenmek üçin, poslamadan soň örtügiň mikro üstki morfologiýasy syn edildi.
5-nji suratda (A1, A2, B1, B2) poslamaýan dürli ulalanda 304 poslamaýan polatdan we örtülen arassa alýumin keramikasynyň üstki morfologiýasy görkezilýär. 5-nji surat (A2) poslamadan soň ýeriň gödek bolandygyny görkezýär. Arealaňaç substrat üçin elektrolitlere çümdürilenden soň birnäçe uly poslama çukur peýda bolýar, bu ýalaňaç metal matrisanyň poslama garşylygynyň pesdigini we elektrolitiň matrisa aralaşmagynyň aňsatdygyny görkezýär. Arassa alýumin keramiki örtük üçin, 5-nji suratda görkezilişi ýaly (B2), gözenekli poslama kanallar poslanandan soň emele gelse-de, arassa alýumin keramiki örtüginiň has dykyz gurluşy we ajaýyp poslama garşylygy, alýumin keramiki örtüginiň päsgelçilikleriniň täsirli gowulaşmagynyň sebäbini düşündirýän elektrolitleriň çozmagyny netijeli bloklaýar.
Mwnt-cooh-sdbs-iň ýerüsti morfologiýasy, 0,2% grafeni öz içine alýan örtükler we 0,2% mwnt-cooh-sdbs we 0,2% grafen bolan örtükler. 6-njy suratda (B2 we C2) grafeni öz içine alýan iki örtügiň tekiz gurluşy, örtükdäki bölejikleriň arasyndaky baglanyşyk berk we jemi bölejikler ýelim bilen berk örtülendigini görmek bolýar. Electerüsti elektrolit bilen ýok edilse-de, az gözenek kanallary emele gelýär. Poslamadan soň örtügiň üstü dykyz we kemçilikli gurluşlar az. 6-njy surat (A1, A2) üçin, mwnt-cooh-sdbs aýratynlyklary sebäpli, poslama garşy örtük birmeňzeş paýlanan gözenekli gurluşdyr. Poslanandan soň, asyl böleginiň gözenekleri dar we uzyn bolýar we kanal has çuňlaşýar. 6-njy surat (B2, C2) bilen deňeşdirilende, gurluşyň has köp kemçiligi bar, bu elektrokimiki poslama synagyndan alnan örtük impedans bahasynyň ululygynyň paýlanyşyna laýyk gelýär. Grafeni öz içine alýan alýumin keramiki örtüginiň, esasanam grafen bilen uglerod nanotube garyndysynyň iň gowy poslama garşylygy bardygyny görkezýär. Sebäbi uglerod nanotube we grafeniň gurluşy, çatryk diffuziýasyny netijeli bökdäp we matrisany gorap biler.
7. Ara alyp maslahatlaşmak we gysgaça mazmun
Alýumin keramiki örtükdäki uglerod nanoturbajyklarynyň we grafen goşundylarynyň poslama garşylyk synagy we örtügiň üstki mikrostrukturasynyň seljermesi arkaly aşakdaky netijeler çykarylýar:
. Arassa alýumin keramiki örtük bilen deňeşdirilende, grafen we uglerod nanoturbajyklary bilen birleşdirilen örtük has gowy poslama garşylygy bar.
) Elektrik impedansy ilki azalýar we soň ýokarlanýar, arassa alýumin keramiki örtüginiň poslama garşylygy pes. Kömürturşy nanoturbajyklarynyň we grafeniň gurluşy we sinergiýasy elektrolitleriň aşak girmegini bökdedi. 19.5 sagadyň dowamynda nano materiallaryny öz içine alýan örtügiň elektrik impedansy degişlilikde 22,94%, 25.60% we 9,61% azaldy we örtügiň poslama garşylygy gowy boldy.
(3) Uglerod nanoturbajyklarynyň aýratynlyklary sebäpli, diňe uglerod nanoturbajyklary bilen goşulan örtük, poslamazdan ozal birmeňzeş paýlanan gözenek gurluşyna eýe. Poslamadan soň asyl böleginiň gözenekleri dar we uzyn bolýar we kanallar has çuňlaşýar. Grafeni öz içine alýan örtük poslamazdan ozal tekiz gurluşa eýe, örtükdäki bölejikleriň arasyndaky birleşme ýakyn we jemi bölejikler ýelim bilen berk örtülendir. Poslamadan soň elektrolitler bilen ereýän bolsa-da, gözenek kanallary az we gurluşy henizem dykyz. Kömürturşy nanoturbajyklarynyň we grafeniň gurluşy, çatryklaryň köpelmegini bökdäp we matrisany gorap biler.
Iş wagty: Mart-09-2022