خبریں - گرافین / کاربن نانوٹوب کو تقویت یافتہ ایلومینا سیرامک کوٹنگ کی سنکنرن مزاحمت پر مطالعہ

1. کوٹنگ کی تیاری
بعد کے الیکٹرو کیمیکل ٹیسٹ کو آسان بنانے کے لیے، 30mm × 4 ملی میٹر 304 سٹینلیس سٹیل کو بنیاد کے طور پر منتخب کیا گیا ہے۔ سبسٹریٹ کی سطح پر باقی آکسائیڈ کی تہہ اور زنگ کے دھبوں کو سینڈ پیپر سے پالش کریں اور ہٹائیں، انہیں ایسیٹون والے بیکر میں ڈالیں، سبسٹریٹ کی سطح پر موجود داغوں کو Bangjie الیکٹرانکس کمپنی کے bg-06c الٹراسونک کلینر سے 20 منٹ تک دور کریں، لباس کے ملبے کو ہٹا دیں اور الکحل کے خشک سطح پر آلودہ پانی اور الکحل کی سطح پر موجود داغوں کو صاف کریں۔ بنانے والا اس کے بعد، ایلومینا (Al2O3)، گرافین اور ہائبرڈ کاربن نانوٹوب (mwnt-coohsdbs) کو تناسب سے تیار کیا گیا (100:0:0، 99.8:0.2:0، 99.8:0:0.2، 99.6:0.2:0.2: 0.2 کے نان کیو مل میں ڈالیں)، اور گیند کی گھسائی کرنے اور اختلاط کے لیے نندا آلہ کارخانہ۔ بال مل کی گھومنے کی رفتار 220 R/min مقرر کی گئی تھی، اور بال مل کو تبدیل کر دیا گیا تھا۔

بال ملنگ کے بعد، بال ملنگ مکمل ہونے کے بعد بال کی گھسائی کرنے والی ٹینک کی گردش کی رفتار کو باری باری 1/2 مقرر کریں، اور بال ملنگ مکمل ہونے کے بعد بال ملنگ ٹینک کی گردش کی رفتار کو باری باری 1/2 مقرر کریں۔ بال ملڈ سیرامک ایگریگیٹ اور بائنڈر کو 1.0 ∶ 0.8 کے بڑے پیمانے کے مطابق یکساں طور پر ملایا جاتا ہے۔ آخر میں، چپکنے والی سیرامک کوٹنگ علاج کے عمل سے حاصل کی گئی تھی.

2. سنکنرن ٹیسٹ
اس مطالعے میں، الیکٹرو کیمیکل سنکنرن ٹیسٹ شنگھائی چنہوا chi660e الیکٹرو کیمیکل ورک سٹیشن کو اپناتا ہے، اور ٹیسٹ تین الیکٹروڈ ٹیسٹ سسٹم کو اپناتا ہے۔ پلاٹینم الیکٹروڈ معاون الیکٹروڈ ہے، سلور سلور کلورائڈ الیکٹروڈ حوالہ الیکٹروڈ ہے، اور لیپت نمونہ کام کرنے والا الیکٹروڈ ہے، 1cm2 کے مؤثر نمائش کے علاقے کے ساتھ. الیکٹرولائٹک سیل میں ریفرنس الیکٹروڈ، ورکنگ الیکٹروڈ اور معاون الیکٹروڈ کو آلے کے ساتھ جوڑیں، جیسا کہ شکل 1 اور 2 میں دکھایا گیا ہے۔ ٹیسٹ سے پہلے نمونے کو الیکٹرولائٹ میں بھگو دیں، جو کہ 3.5% NaCl محلول ہے۔

3. کوٹنگز کے الیکٹرو کیمیکل سنکنرن کا ٹفیل تجزیہ
تصویر 3 میں 19 گھنٹے تک الیکٹرو کیمیکل سنکنرن کے بعد مختلف نینو ایڈیٹیو کے ساتھ لیپت شدہ غیر کوٹیڈ سبسٹریٹ اور سیرامک کوٹنگ کا ٹفیل وکر دکھایا گیا ہے۔ الیکٹرو کیمیکل سنکنرن ٹیسٹ سے حاصل کردہ سنکنرن وولٹیج، سنکنرن موجودہ کثافت اور برقی مائبادی ٹیسٹ ڈیٹا ٹیبل 1 میں دکھایا گیا ہے۔

جمع کروائیں۔
جب سنکنرن کی موجودہ کثافت کم ہوتی ہے اور سنکنرن مزاحمت کی کارکردگی زیادہ ہوتی ہے، تو کوٹنگ کا سنکنرن مزاحمتی اثر بہتر ہوتا ہے۔ شکل 3 اور جدول 1 سے یہ دیکھا جا سکتا ہے کہ جب سنکنرن کا وقت 19 گھنٹے ہوتا ہے، تو ننگی دھاتی میٹرکس کا زیادہ سے زیادہ سنکنرن وولٹیج -0.680 V ہوتا ہے، اور میٹرکس کی سنکنرن کرنٹ کی کثافت بھی سب سے بڑی ہوتی ہے، جو 2.890 × 10-6 A/cm2 تک پہنچ جاتی ہے جب curemic columina . کثافت کم ہو کر 78% ہو گئی اور PE 22.01% ہو گیا۔ یہ ظاہر کرتا ہے کہ سیرامک کوٹنگ ایک بہتر حفاظتی کردار ادا کرتی ہے اور غیر جانبدار الیکٹرولائٹ میں کوٹنگ کی سنکنرن مزاحمت کو بہتر بنا سکتی ہے۔

جب 0.2% mwnt-cooh-sdbs یا 0.2% گرافین کوٹنگ میں شامل کیا گیا تو، سنکنرن کرنٹ کی کثافت کم ہوئی، مزاحمت میں اضافہ ہوا، اور کوٹنگ کی سنکنرن مزاحمت کو مزید بہتر کیا گیا، بالترتیب PE 38.48% اور 40.10% کے ساتھ۔ جب سطح کو 0.2% mwnt-cooh-sdbs اور 0.2% گرافین مکسڈ ایلومینا کوٹنگ کے ساتھ لیپت کیا جاتا ہے، تو سنکنرن کرنٹ مزید 2.890 × 10-6 A/cm2 سے کم ہو کر 1.536 × 10-6 A/cm2 ہو جاتا ہے، زیادہ سے زیادہ مزاحمتی قدر Ω19 سے بڑھ کر 819Ω883 ہو جاتی ہے۔ Ω، اور کوٹنگ کا PE 46.85% تک پہنچ سکتا ہے۔ یہ ظاہر کرتا ہے کہ تیار کردہ ہدف کی مصنوعات میں اچھی سنکنرن مزاحمت ہے، اور کاربن نانوٹوبس اور گرافین کا ہم آہنگی اثر سیرامک کوٹنگ کی سنکنرن مزاحمت کو مؤثر طریقے سے بہتر بنا سکتا ہے۔

4. کوٹنگ کی رکاوٹ پر بھیگنے کے وقت کا اثر
کوٹنگ کی سنکنرن مزاحمت کو مزید دریافت کرنے کے لیے، ٹیسٹ پر الیکٹرولائٹ میں نمونے کے ڈوبنے کے وقت کے اثر و رسوخ پر غور کرنے کے لیے، مختلف وسرجن کے وقت چار کوٹنگز کی مزاحمت کے تبدیلی کے منحنی خطوط حاصل کیے جاتے ہیں، جیسا کہ شکل 4 میں دکھایا گیا ہے۔

جمع کروائیں۔
وسرجن کے ابتدائی مرحلے میں (10 گھنٹے)، کوٹنگ کی اچھی کثافت اور ساخت کی وجہ سے، الیکٹرولائٹ کو کوٹنگ میں ڈوبنا مشکل ہوتا ہے۔ اس وقت، سیرامک کوٹنگ اعلی مزاحمت کو ظاہر کرتا ہے. کچھ عرصے تک بھگونے کے بعد، مزاحمت نمایاں طور پر کم ہو جاتی ہے، کیونکہ وقت گزرنے کے ساتھ، الیکٹرولائٹ آہستہ آہستہ کوٹنگ میں سوراخوں اور دراڑوں کے ذریعے ایک سنکنرن چینل بناتا ہے اور میٹرکس میں گھس جاتا ہے، جس کے نتیجے میں کوٹنگ کی مزاحمت میں نمایاں کمی واقع ہوتی ہے۔

دوسرے مرحلے میں، جب سنکنرن کی مصنوعات ایک خاص مقدار میں بڑھ جاتی ہیں، تو بازی کو روک دیا جاتا ہے اور خلا کو آہستہ آہستہ روک دیا جاتا ہے۔ ایک ہی وقت میں، جب الیکٹرولائٹ بانڈنگ نچلی پرت/میٹرکس کے بانڈنگ انٹرفیس میں داخل ہوتا ہے، تو پانی کے مالیکیولز کوٹنگ/میٹرکس جنکشن پر میٹرکس میں Fe عنصر کے ساتھ ایک باریک دھاتی آکسائیڈ فلم تیار کرنے کے لیے رد عمل ظاہر کریں گے، جو میٹرکس میں الیکٹرولائٹ کے داخل ہونے میں رکاوٹ بنتی ہے اور اس کی قدر میں اضافہ ہوتا ہے۔ جب ننگی دھاتی میٹرکس کو الیکٹرو کیمیکل طور پر خراب کیا جاتا ہے، تو زیادہ تر سبز فلوکولینٹ ورن الیکٹرولائٹ کے نچلے حصے میں پیدا ہوتی ہے۔ لیپت نمونے کو الیکٹرولائز کرتے وقت الیکٹرولائٹک محلول نے رنگ نہیں بدلا، جو مذکورہ کیمیائی رد عمل کے وجود کو ثابت کر سکتا ہے۔

بھیگنے کے مختصر وقت اور بڑے بیرونی اثر و رسوخ کے عوامل کی وجہ سے، الیکٹرو کیمیکل پیرامیٹرز کے درست تبدیلی کے تعلق کو مزید حاصل کرنے کے لیے، 19 h اور 19.5 h کے Tafel curves کا تجزیہ کیا جاتا ہے۔ zsimpwin تجزیہ سافٹ ویئر کے ذریعے حاصل کردہ سنکنرن کرنٹ کی کثافت اور مزاحمت کو جدول 2 میں دکھایا گیا ہے۔ یہ معلوم کیا جا سکتا ہے کہ جب ننگے سبسٹریٹ کے مقابلے میں 19 گھنٹے تک بھگو دیا جائے تو خالص ایلومینا اور ایلومینا کمپوزٹ کوٹنگ کی سنکنرن کرنٹ کثافت نینو ایڈیٹیو مواد پر مشتمل ہوتی ہے اور اس کی قدر کم ہوتی ہے۔ کاربن نانوٹوبس پر مشتمل سیرامک کوٹنگ اور گرافین پر مشتمل کوٹنگ کی مزاحمتی قدر تقریباً یکساں ہے، جبکہ کاربن نانوٹوبس اور گرافین مرکب مواد کے ساتھ کوٹنگ کی ساخت میں نمایاں اضافہ ہوا ہے، اس کی وجہ یہ ہے کہ یک جہتی کاربن نانوٹوبس اور دو جہتی گرافین کی کوٹنگ مواد کے ہم آہنگی اثر کو بہتر بناتا ہے۔

وسرجن کے وقت (19.5 h) کے اضافے کے ساتھ، ننگے سبسٹریٹ کی مزاحمت بڑھ جاتی ہے، جس سے ظاہر ہوتا ہے کہ یہ سنکنرن کے دوسرے مرحلے میں ہے اور سبسٹریٹ کی سطح پر دھاتی آکسائیڈ فلم بنتی ہے۔ اسی طرح، وقت کے اضافے کے ساتھ، خالص ایلومینا سیرامک کوٹنگ کی مزاحمت بھی بڑھ جاتی ہے، جس سے یہ ظاہر ہوتا ہے کہ اس وقت، اگرچہ سیرامک کوٹنگ کا اثر سست ہے، الیکٹرولائٹ نے کوٹنگ/میٹرکس کے بانڈنگ انٹرفیس میں گھس لیا ہے، اور کیمیائی رد عمل کے ذریعے آکسائیڈ فلم تیار کی ہے۔
0.2% mwnt-cooh-sdbs پر مشتمل ایلومینا کوٹنگ کے مقابلے، 0.2% گرافین پر مشتمل ایلومینا کوٹنگ اور 0.2% mwnt-cooh-sdbs اور 0.2% گرافین پر مشتمل ایلومینا کوٹنگ کے مقابلے، کوٹنگ کی مزاحمت وقت کے اضافے کے ساتھ نمایاں طور پر کم ہوئی، 2%26 فیصد کمی واقع ہوئی۔ بالترتیب 9.61%، یہ بتاتا ہے کہ الیکٹرولائٹ اس وقت کوٹنگ اور سبسٹریٹ کے درمیان جوائنٹ میں داخل نہیں ہوا، اس کی وجہ یہ ہے کہ کاربن نانوٹوبس اور گرافین کی ساخت الیکٹرولائٹ کے نیچے کی طرف دخول کو روکتی ہے، اس طرح میٹرکس کی حفاظت ہوتی ہے۔ دونوں کے ہم آہنگی اثر کی مزید تصدیق کی گئی ہے۔ دو نینو مواد پر مشتمل کوٹنگ بہتر سنکنرن مزاحمت رکھتی ہے۔

Tafel منحنی خطوط اور برقی مائبادی قدر کی تبدیلی کے وکر کے ذریعے، یہ پتہ چلا ہے کہ گرافین، کاربن نانوٹوبس اور ان کے مرکب کے ساتھ ایلومینا سیرامک کوٹنگ دھاتی میٹرکس کی سنکنرن مزاحمت کو بہتر بنا سکتی ہے، اور ان دونوں کا ہم آہنگی اثر چپکنے والی سی کی سنکنرن مزاحمت کو مزید بہتر بنا سکتا ہے۔ کوٹنگ کی سنکنرن مزاحمت پر نینو ایڈیٹیو کے اثر کو مزید دریافت کرنے کے لیے، سنکنرن کے بعد کوٹنگ کی مائیکرو سطح کی شکل کا مشاہدہ کیا گیا۔

جمع کروائیں۔

شکل 5 (A1, A2, B1, B2) سنکنرن کے بعد مختلف میگنیفیکیشن پر بے نقاب 304 سٹینلیس سٹیل اور لیپت خالص ایلومینا سیرامکس کی سطح کی شکل کو ظاہر کرتی ہے۔ شکل 5 (A2) سے پتہ چلتا ہے کہ سنکنرن کے بعد سطح کھردری ہو جاتی ہے۔ ننگے سبسٹریٹ کے لیے، الیکٹرولائٹ میں ڈوبنے کے بعد سطح پر کئی بڑے سنکنرن گڑھے نمودار ہوتے ہیں، جو اس بات کی نشاندہی کرتے ہیں کہ ننگی دھاتی میٹرکس کی سنکنرن مزاحمت کم ہے اور الیکٹرولائٹ میٹرکس میں گھسنا آسان ہے۔ خالص ایلومینا سیرامک کوٹنگ کے لیے، جیسا کہ شکل 5 (B2) میں دکھایا گیا ہے، اگرچہ غیر محفوظ سنکنرن چینلز سنکنرن کے بعد پیدا ہوتے ہیں، لیکن خالص ایلومینا سیرامک کوٹنگ کی نسبتاً گھنی ساخت اور بہترین سنکنرن مزاحمت الیکٹرولائٹ کے حملے کو مؤثر طریقے سے روکتی ہے، جو مؤثر طریقے سے ceramic کوٹنگ کی وجہ کی وضاحت کرتی ہے۔

جمع کروائیں۔

mwnt-cooh-sdbs کی سطحی شکل، 0.2% گرافین پر مشتمل کوٹنگز اور 0.2% mwnt-cooh-sdbs اور 0.2% گرافین پر مشتمل کوٹنگز۔ یہ دیکھا جا سکتا ہے کہ شکل 6 (B2 اور C2) میں گرافین پر مشتمل دو کوٹنگز کا ڈھانچہ فلیٹ ہے، کوٹنگ میں ذرات کے درمیان بائنڈنگ سخت ہے، اور مجموعی ذرات چپکنے والی کے ذریعے مضبوطی سے لپیٹے ہوئے ہیں۔ اگرچہ سطح الیکٹرولائٹ کے ذریعہ مٹ جاتی ہے، کم تاکنا چینلز بنتے ہیں۔ سنکنرن کے بعد، کوٹنگ کی سطح گھنی ہے اور کچھ خرابی کے ڈھانچے ہیں۔ شکل 6 (A1, A2) کے لیے، mwnt-cooh-sdbs کی خصوصیات کی وجہ سے، سنکنرن سے پہلے کی کوٹنگ یکساں طور پر تقسیم شدہ غیر محفوظ ڈھانچہ ہے۔ سنکنرن کے بعد، اصل حصے کے سوراخ تنگ اور لمبے ہو جاتے ہیں، اور چینل گہرا ہو جاتا ہے۔ شکل 6 (B2, C2) کے مقابلے میں، ساخت میں زیادہ نقائص ہیں، جو الیکٹرو کیمیکل سنکنرن ٹیسٹ سے حاصل کردہ کوٹنگ مائبادی قدر کی سائز کی تقسیم کے مطابق ہے۔ یہ ظاہر کرتا ہے کہ ایلومینا سیرامک کوٹنگ جس میں گرافین، خاص طور پر گرافین اور کاربن نانوٹوب کا مرکب ہے، بہترین سنکنرن مزاحمت رکھتا ہے۔ اس کی وجہ یہ ہے کہ کاربن نانوٹوب اور گرافین کی ساخت مؤثر طریقے سے شگاف کے پھیلاؤ کو روک سکتی ہے اور میٹرکس کی حفاظت کر سکتی ہے۔

5. بحث اور خلاصہ
ایلومینا سیرامک کوٹنگ پر کاربن نانوٹوبس اور گرافین ایڈیٹیو کے سنکنرن مزاحمت ٹیسٹ اور کوٹنگ کی سطح کے مائکرو اسٹرکچر کے تجزیہ کے ذریعے، مندرجہ ذیل نتائج اخذ کیے گئے ہیں:

(1) جب سنکنرن کا وقت 19 گھنٹے تھا، 0.2% ہائبرڈ کاربن نانوٹوب + 0.2% گرافین مکسڈ میٹریل ایلومینا سیرامک کوٹنگ شامل کرتے ہوئے، سنکنرن کرنٹ کی کثافت 2.890 × 10-6 A/cm2 سے گھٹ کر 1.536/cm2 سے بڑھ کر 10-2 سینٹی میٹر ہو گئی ہے 11388 Ω سے 28079 Ω، اور سنکنرن مزاحمت کی کارکردگی سب سے بڑی ہے، 46.85٪۔ خالص ایلومینا سیرامک کوٹنگ کے مقابلے میں، گرافین اور کاربن نانوٹوبس کے ساتھ جامع کوٹنگ بہتر سنکنرن مزاحمت رکھتی ہے۔

(2) الیکٹرولائٹ کے ڈوبنے کے وقت میں اضافے کے ساتھ، الیکٹرولائٹ دھاتی آکسائڈ فلم بنانے کے لیے کوٹنگ/سبسٹریٹ کی مشترکہ سطح میں گھس جاتی ہے، جو سبسٹریٹ میں الیکٹرولائٹ کے داخل ہونے میں رکاوٹ بنتی ہے۔ برقی رکاوٹ پہلے کم ہوتی ہے اور پھر بڑھ جاتی ہے، اور خالص ایلومینا سیرامک کوٹنگ کی سنکنرن مزاحمت ناقص ہے۔ کاربن نانوٹوبس اور گرافین کی ساخت اور ہم آہنگی نے الیکٹرولائٹ کے نیچے کی طرف دخول کو روک دیا۔ 19.5 گھنٹے تک بھگونے پر، نینو مواد پر مشتمل کوٹنگ کی برقی رکاوٹ میں بالترتیب 22.94%، 25.60% اور 9.61% کی کمی واقع ہوئی، اور کوٹنگ کی سنکنرن مزاحمت اچھی تھی۔

6. کوٹنگ سنکنرن مزاحمت کا اثر طریقہ کار
Tafel منحنی خطوط اور برقی مائبادی قدر کی تبدیلی کے وکر کے ذریعے، یہ پتہ چلا ہے کہ گرافین، کاربن نانوٹوبس اور ان کے مرکب کے ساتھ ایلومینا سیرامک کوٹنگ دھاتی میٹرکس کی سنکنرن مزاحمت کو بہتر بنا سکتی ہے، اور ان دونوں کا ہم آہنگی اثر چپکنے والی سی کی سنکنرن مزاحمت کو مزید بہتر بنا سکتا ہے۔ کوٹنگ کی سنکنرن مزاحمت پر نینو ایڈیٹیو کے اثر کو مزید دریافت کرنے کے لیے، سنکنرن کے بعد کوٹنگ کی مائیکرو سطح کی شکل کا مشاہدہ کیا گیا۔

7. بحث اور خلاصہ
ایلومینا سیرامک کوٹنگ پر کاربن نانوٹوبس اور گرافین ایڈیٹیو کے سنکنرن مزاحمت ٹیسٹ اور کوٹنگ کی سطح کے مائکرو اسٹرکچر کے تجزیہ کے ذریعے، مندرجہ ذیل نتائج اخذ کیے گئے ہیں:

(3) کاربن نانوٹوبس کی خصوصیات کی وجہ سے، اکیلے کاربن نانوٹوبس کے ساتھ شامل کوٹنگ میں سنکنرن سے پہلے یکساں طور پر تقسیم شدہ غیر محفوظ ڈھانچہ ہوتا ہے۔ سنکنرن کے بعد، اصل حصے کے سوراخ تنگ اور لمبے ہو جاتے ہیں، اور راستے گہرے ہو جاتے ہیں۔ گرافین پر مشتمل کوٹنگ کی سنکنرن سے پہلے فلیٹ ڈھانچہ ہے، کوٹنگ میں ذرات کے درمیان مجموعہ قریب ہے، اور مجموعی ذرات چپکنے والی کے ذریعہ مضبوطی سے لپیٹے ہوئے ہیں۔ اگرچہ سطح کو سنکنرن کے بعد الیکٹرولائٹ کے ذریعے ختم کر دیا جاتا ہے، لیکن کچھ تاکنا چینلز ہیں اور ساخت اب بھی گھنی ہے۔ کاربن نانوٹوبس اور گرافین کی ساخت مؤثر طریقے سے شگاف کے پھیلاؤ کو روک سکتی ہے اور میٹرکس کی حفاظت کر سکتی ہے۔

پوسٹ ٹائم: مارچ 09-2022