1. priprava prevleke
Da bi olajšali poznejši elektrokemijski test, je 30 mm za osnovo izbran 30 mm × 4 mm 304 nerjavečega jekla. Polirajte in odstranite preostale oksidne plasti in lise za rje na površini substrata s brusnim papirjem, jih dajte v čašo, ki vsebuje aceton, obdelajte madeže na površini podlage z ultrazvočnim čistilom BG-06C podjetja Bangjie Electronics Company 20 minut, odstranite, odstranite, odstranite obrabe na površini kovinske podlage z alkoholom in destilirano vodo ter jih posušite z puhalom. Nato smo pripravili alumina (Al2O3), grafena in hibridne ogljikove nanocevke (MWNT-COOHSDB) Mill Ball Mill (QM-3SP2 iz tovarne instrumentov Nanjing Nanda) za rezkanje in mešanje kroglic. Vrtelna hitrost žogice je bila nastavljena na 220 r / min, žogica pa je bila obrnjena
Po rezkanju kroglice nastavite hitrost vrtenja rezervoarja za rezkanje kroglice, da bo 1/2 izmenično po zaključku rezkanja kroglice, in nastavite hitrost vrtenja rezervoarja za rezkanje kroglice, da bo 1/2 izmenično po zaključku rezkanja kroglice. Keramični agregat in vezivo z kroglicami se enakomerno mešata glede na masno frakcijo 1,0 ∶ 0,8. Končno smo s postopkom strjevanja dobili lepilno keramično prevleko.
2. Korozijski test
V tej raziskavi elektrokemični test korozije sprejme elektrokemijsko delovno postajo Šanghaj Chenhua CHI660E, test pa prevzame tri elektrode. Platinasta elektroda je pomožna elektroda, srebrna srebrna kloridna elektroda je referenčna elektroda, prevlečena vzorec pa delovna elektroda, z učinkovito površino izpostavljenosti 1cm2. Priključite referenčno elektrodo, delovno elektrodo in pomožno elektrodo v elektrolitski celici z instrumentom, kot je prikazano na slikah 1 in 2. pred preskusom, namočite vzorec v elektrolitu, ki je 3,5% raztopine NACL.
3. Tafel analiza elektrokemične korozije premazov
Slika 3 prikazuje krivuljo tafel neobjavljene podlage in keramične prevleke, ki je bila po elektrokemični koroziji za 19h prevleka z različnimi nano aditivi. Korozijski napetost, gostota korozijskega toka in podatki o preskusu električne impedance, dobljeni iz elektrokemičnega testa korozije, so prikazani v tabeli 1.
Oddaj
Kadar je gostota korozijskega toka manjša in je učinkovitost korozijske odpornosti večja, je učinek odpornosti proti koroziji boljši. Iz slike 3 in tabele 1 je razvidno, da je največja korozijska napetost matrike gole kovine, ko je korozijski čas 19h -0,680 V, največja gostota korozijskega toka /cm2。 Ko je bil prevlečen s čistim alumininim keramičnim premazom, se je gostota korozijskega toka zmanjšala na 78%, PE pa 22,01%. Pokaže, da ima keramična prevleka boljšo zaščitno vlogo in lahko izboljša korozijsko odpornost prevleke v nevtralnem elektrolitu.
Ko smo na prevleko dodali 0,2% MWNT-COOH-SDBS ali 0,2% grafena, se je gostota korozijskega toka zmanjšala, se je odpornost povečala in korozijska odpornost prevleke se je še izboljšala, PE pa 38,48% oziroma 40,10%. Ko je površina prevlečena z 0,2% MWNT-COOH-SDBS in 0,2% grafenskim mešanim aluminijskim prevleko, se korozijski tok nadalje zmanjša z 2,890 × 10-6 A / cm2 do 1,536 × 10-6 A / cm2, največja odpornost vrednost, povečana z 11388 Ω na 28079 Ω, PE prevleke pa lahko doseže 46,85%. Pokaže, da ima pripravljen ciljni izdelek dobro korozijsko odpornost, sinergistični učinek ogljikovih nanocevk in grafena pa lahko učinkovito izboljša korozijsko odpornost keramične prevleke.
4. Vpliv časa namakanja na impedanco prevleke
Za nadaljnje raziskovanje korozijske odpornosti prevleke, če upoštevamo vpliv potopnega časa vzorca v elektrolitu na testu, dobimo krivulje sprememb odpornosti štirih premazov v različnih obdobjih potopitve, kot je prikazano na sliki 4.
Oddaj
Na začetni fazi potopitve (10 h) je zaradi dobre gostote in strukture prevleke težko potopiti elektrolit v prevleko. V tem času keramični premaz kaže visoko odpornost. Po namakanju za nekaj časa se upor znatno zmanjša, ker s časom elektrolit postopoma tvori korozijski kanal skozi pore in razpoke v prevleki in prodira v matrico, kar ima za posledico znatno zmanjšanje upora upornosti prevleka.
V drugi fazi, ko se korozijski produkti povečajo na določeno količino, je difuzija blokirana in vrzel postopoma blokiran. Hkrati, ko elektrolit prodre v vmesnik vezave spodnje plasti / matriksa, bodo molekule vode reagirale s Fe elementom v matrici na premazu / matrični stičišču, da bi ustvarile tanek kovinski oksidni film, kar ovira prodiranje elektrolita v matrico in poveča vrednost upora. Ko je gola kovinska matrika elektrokemično korodirana, se na dnu elektrolita proizvaja večina zelenih flokulentnih padavin. Elektrolitična raztopina ni spremenila barve pri elektrolizu prevlečenega vzorca, kar lahko dokaže obstoj zgornje kemijske reakcije.
Zaradi kratkega časa namakanja in velikih dejavnikov zunanjega vpliva, da bi še naprej dosegli natančno spremembo razmerja elektrokemijskih parametrov, se analizirajo Tafel krivulje 19 h in 19,5 h. Gostota in odpornost korozijskega toka, pridobljena s programsko opremo za analizo ZSIMPWIN Manjša in vrednost upora je večja. Vrednost odpornosti keramičnega premaza, ki vsebuje ogljikove nanocevke in prevleke, ki vsebujejo grafen Izboljša korozijsko odpornost materiala.
S povečanjem časa potopitve (19,5 h) se odpornost golega substrata poveča, kar kaže, da je na drugi fazi korozijskega in kovinskega oksida nastaja na površini substrata. Podobno se s povečanjem časa poveča tudi odpornost čiste aluminine keramične prevleke, kar kaže, da je v tem času, čeprav obstaja upočasni učinek keramične prevleke, elektrolit prodrl v vezivni vmesnik prevleke / matrice in ustvaril oksidni film Skozi kemijsko reakcijo.
V primerjavi z aluminijskim premazom, ki vsebuje 0,2% MWNT-COOH-SDBS, je aluminana prevleka, ki vsebuje 0,2% grafena, in aluminije Do 22,94%, 25,60% oziroma 9,61%, kar kaže, da elektrolit ni prodrl V spoj med prevleko in substratom v tem času je to zato, ker struktura ogljikovih nanocevk in grafena blokira prodor elektrolita navzdol in tako zaščiti matrico. Sinergistični učinek obeh je nadalje preverjen. Premaz, ki vsebuje dva nano materiala, ima boljšo korozijsko odpornost.
Skozi tafelovo krivuljo in krivuljo sprememb električne impedance je ugotovljeno, da lahko alumina keramična prevleka z grafenom, ogljikovimi nanocevki in njihova mešanica izboljša korozijsko odpornost kovinske matrice, sinergistični učinek obeh pa lahko še izboljša korozijo Odpornost lepilnega keramičnega premaza. Za nadaljnjo raziskovanje učinka nano aditivov na korozijsko odpornost prevleke je bila mikro površinska morfologija prevleke po koroziji.
Oddaj
Slika 5 (A1, A2, B1, B2) prikazuje površinsko morfologijo izpostavljenih 304 nerjavečega jekla in prevlečene čiste aluminine keramike pri različnih povečavah po koroziji. Slika 5 (A2) kaže, da površina po koroziji postane groba. Za golo podlago se na površini pojavi več velikih korozijskih jame po potopitvi v elektrolit, kar kaže, da je korozijska upornost gole kovinske matrice slaba, elektrolit pa je enostavno prodreti v matrico. Za čisto alumino keramično prevleko, kot je prikazano na sliki 5 (B2), čeprav se po koroziji nastajajo porozni korozijski kanali, relativno gosta struktura in odlična korozijska odpornost čiste aluminske keramične prevleke učinkovito blokira invazijo elektrolita, kar pojasnjuje razlog za to Učinkovito izboljšanje impedance keramične prevleke iz glinice.
Oddaj
Površinska morfologija MWNT-COOH-SDB, prevleke, ki vsebujejo 0,2% grafena in prevleke, ki vsebujejo 0,2% MWNT-COOH-SDB in 0,2% grafena. Vidimo, da imata dva prevleka, ki vsebujeta grafen na sliki 6 (B2 in C2), ravno strukturo, vezava med delci v prevleku je tesna, agregatni delci pa so tesno zaviti z lepilom. Čeprav je površina erodirana z elektrolitom, nastane manj por kanalov. Po koroziji je površina prevleke gosta in malo je struktur napak. Za sliko 6 (A1, A2) je zaradi značilnosti MWNT-COOH-SDB prevleka pred korozijo enakomerno porazdeljena porozna struktura. Po koroziji postanejo pore prvotnega dela ozke in dolge, kanal pa postane globlje. V primerjavi s sliko 6 (B2, C2) ima struktura več napak, kar je skladno z porazdelitvijo velikosti vrednosti impedance prevleke, pridobljene iz elektrokemičnega testa korozije. Pokaže, da ima alumina keramična prevleka, ki vsebuje grafen, zlasti mešanica grafena in ogljikove nanocevke, najboljšo korozijsko odpornost. To je zato, ker lahko struktura ogljikove nanocevke in grafena učinkovito blokira difuzijo razpoke in zaščiti matrico.
5. Razprava in povzetek
S testom korozijske odpornosti ogljikovih nanocevk in aditivov grafena na aluminijski keramični prevleki in analizo površinske mikrostrukture prevleke so pridobljeni naslednji sklepi:
(1) Ko je bil čas korozije 19 h, je dodalo 0,2% hibridne ogljikove nanocevke + 0,2% grafensko mešani material alumina keramične prevleke, gostota korozijskega toka se je povečala z 2,890 × 10-6 a / cm2 navzdol na 1,536 × 10-6 A / CM2, električna impedanca se poveča z 11388 Ω na 28079 Ω in korozijska upornost Učinkovitost je največja, 46,85%. V primerjavi s čistim aluminijskim keramičnim premazom ima kompozitna prevleka z grafenom in ogljikovimi nanocevkami boljšo odpornost na korozijo.
(2) S povečanjem časa potopitve elektrolita elektrolit prodre v skupno površino prevleke / substrata, da ustvari film o kovinskem oksidu, kar ovira prodor elektrolita v substrat. Električna impedanca se najprej zmanjša in nato poveča, korozijska odpornost čiste alumina keramične prevleke pa je slaba. Struktura in sinergija ogljikovih nanocevk in grafena sta blokirali prodor elektrolita navzdol. Ko je bila 19,5 h namočena, se je električna impedanca prevleke, ki vsebuje nano materiale, zmanjšala za 22,94%, 25,60% in 9,61%, korozijska odpornost prevleke pa je bila dobra.
6. Vpliv mehanizem korozijske odpornosti na prevleko
Skozi tafelovo krivuljo in krivuljo sprememb električne impedance je ugotovljeno, da lahko alumina keramična prevleka z grafenom, ogljikovimi nanocevki in njihova mešanica izboljša korozijsko odpornost kovinske matrice, sinergistični učinek obeh pa lahko še izboljša korozijo Odpornost lepilnega keramičnega premaza. Za nadaljnjo raziskovanje učinka nano aditivov na korozijsko odpornost prevleke je bila mikro površinska morfologija prevleke po koroziji.
Slika 5 (A1, A2, B1, B2) prikazuje površinsko morfologijo izpostavljenih 304 nerjavečega jekla in prevlečene čiste aluminine keramike pri različnih povečavah po koroziji. Slika 5 (A2) kaže, da površina po koroziji postane groba. Za golo podlago se na površini pojavi več velikih korozijskih jame po potopitvi v elektrolit, kar kaže, da je korozijska upornost gole kovinske matrice slaba, elektrolit pa je enostavno prodreti v matrico. Za čisto alumino keramično prevleko, kot je prikazano na sliki 5 (B2), čeprav se po koroziji nastajajo porozni korozijski kanali, relativno gosta struktura in odlična korozijska odpornost čiste aluminske keramične prevleke učinkovito blokira invazijo elektrolita, kar pojasnjuje razlog za to Učinkovito izboljšanje impedance keramične prevleke iz glinice.
Površinska morfologija MWNT-COOH-SDB, prevleke, ki vsebujejo 0,2% grafena in prevleke, ki vsebujejo 0,2% MWNT-COOH-SDB in 0,2% grafena. Vidimo, da imata dva prevleka, ki vsebujeta grafen na sliki 6 (B2 in C2), ravno strukturo, vezava med delci v prevleku je tesna, agregatni delci pa so tesno zaviti z lepilom. Čeprav je površina erodirana z elektrolitom, nastane manj por kanalov. Po koroziji je površina prevleke gosta in malo je struktur napak. Za sliko 6 (A1, A2) je zaradi značilnosti MWNT-COOH-SDB prevleka pred korozijo enakomerno porazdeljena porozna struktura. Po koroziji postanejo pore prvotnega dela ozke in dolge, kanal pa postane globlje. V primerjavi s sliko 6 (B2, C2) ima struktura več napak, kar je skladno z porazdelitvijo velikosti vrednosti impedance prevleke, pridobljene iz elektrokemičnega testa korozije. Pokaže, da ima alumina keramična prevleka, ki vsebuje grafen, zlasti mešanica grafena in ogljikove nanocevke, najboljšo korozijsko odpornost. To je zato, ker lahko struktura ogljikove nanocevke in grafena učinkovito blokira difuzijo razpoke in zaščiti matrico.
7. razprava in povzetek
S testom korozijske odpornosti ogljikovih nanocevk in aditivov grafena na aluminijski keramični prevleki in analizo površinske mikrostrukture prevleke so pridobljeni naslednji sklepi:
(1) Ko je bil čas korozije 19 h, je dodalo 0,2% hibridne ogljikove nanocevke + 0,2% grafensko mešani material alumina keramične prevleke, gostota korozijskega toka se je povečala z 2,890 × 10-6 a / cm2 navzdol na 1,536 × 10-6 A / CM2, električna impedanca se poveča z 11388 Ω na 28079 Ω in korozijska upornost Učinkovitost je največja, 46,85%. V primerjavi s čistim aluminijskim keramičnim premazom ima kompozitna prevleka z grafenom in ogljikovimi nanocevkami boljšo odpornost na korozijo.
(2) S povečanjem časa potopitve elektrolita elektrolit prodre v skupno površino prevleke / substrata, da ustvari film o kovinskem oksidu, kar ovira prodor elektrolita v substrat. Električna impedanca se najprej zmanjša in nato poveča, korozijska odpornost čiste alumina keramične prevleke pa je slaba. Struktura in sinergija ogljikovih nanocevk in grafena sta blokirali prodor elektrolita navzdol. Ko je bila 19,5 h namočena, se je električna impedanca prevleke, ki vsebuje nano materiale, zmanjšala za 22,94%, 25,60% in 9,61%, korozijska odpornost prevleke pa je bila dobra.
(3) Zaradi značilnosti ogljikovih nanocevk ima prevleka, dodana samo z ogljikovimi nanocevkami, enakomerno porazdeljena porozna struktura pred korozijo. Po koroziji postanejo pore prvotnega dela ozke in dolge, kanali pa postanejo globlje. Prenavki, ki vsebujejo grafena, ima ravno strukturo pred korozijo, kombinacija med delci v prevleki je blizu, agregatni delci pa so tesno zaviti z lepilom. Čeprav je površina po koroziji erodirana z elektrolitom, je malo pore kanalov in struktura je še vedno gosta. Struktura ogljikovih nanocevk in grafena lahko učinkovito blokira širjenje razpok in zaščiti matrico.
Čas objave: Mar-09-2022