1. Падрыхтоўка пакрыцця
Каб палегчыць наступнае электрахімічнае выпрабаванне, у якасці асновы выбрана нержавеючая сталь 304 памерам 30 мм × 4 мм.Папаліруйце і выдаліце наждачнай паперай рэшткавы аксідны пласт і плямы іржы на паверхні падкладкі, пакладзеце іх у шклянку з ацэтонам, апрацуйце плямы на паверхні падкладкі ультрагукавым ачышчальнікам bg-06c кампаніі Bangjie Electronics Company на працягу 20 хвілін, выдаліце ачысціце рэшткі зносу на паверхні металічнай падкладкі спіртам і дыстыляванай вадой і высушыце іх з дапамогай паветранадзімалкі.Затым гліназём (Al2O3), графен і гібрыдныя вугляродныя нанатрубкі (mwnt-coohsdbs) былі падрыхтаваны ў прапорцыі (100:0:0, 99,8:0,2:0, 99,8:0:0,2, 99,6:0,2:0,2) і змешчаны ў шаравая млын (qm-3sp2 Nanjing NANDA instrument factory) для шаравога млыну і змешвання.Хуткасць кручэння шаравой млыны была ўстаноўлена на 220 аб / мін, і шаравая млын была ўключана ў
Пасля памолу ў шаравой млыне ўсталюйце хуткасць кручэння бака шаравой млыны роўнай 1 / 2 па чарзе пасля завяршэння памолу і ўсталюйце хуткасць кручэння бака шаравой млыны роўнай 1 / 2 па чарзе пасля завяршэння памолу.Здробнены ў шаравой млыне керамічны запаўняльнік і звязальнае змешваюць пароўну ў адпаведнасці з масавай доляй 1,0 ∶ 0,8.Нарэшце, клейкае керамічнае пакрыццё было атрымана ў працэсе отвержденія.
2. Выпрабаванне на карозію
У гэтым даследаванні для электрахімічнага выпрабавання на карозію выкарыстоўваецца электрахімічная рабочая станцыя Shanghai Chenhua chi660e, а для тэсту - трохэлектродная выпрабавальная сістэма.Плацінавы электрод з'яўляецца дапаможным электродам, срэбны электрод з хларыдам срэбра з'яўляецца электродам параўнання, а ўзор з пакрыццём з'яўляецца працоўным электродам з эфектыўнай плошчай уздзеяння 1 см2.Злучыце электрод параўнання, працоўны электрод і дапаможны электрод у электралітычнай ячэйцы з прыборам, як паказана на малюнках 1 і 2. Перад тэстам намочыце ўзор у электраліце, якім з'яўляецца 3,5% раствор NaCl.
3. Тэфелевы аналіз электрахімічнай карозіі пакрыццяў
На малюнку 3 паказана крывая Тафеля падкладкі без пакрыцця і керамічнага пакрыцця, пакрытага рознымі нанададаткамі, пасля электрахімічнай карозіі на працягу 19 гадзін.Напружанне карозіі, шчыльнасць току карозіі і дадзеныя выпрабаванняў на электрычны імпеданс, атрыманыя ў выніку электрахімічнага выпрабавання на карозію, прыведзены ў табліцы 1.
Падаць
Калі шчыльнасць току карозіі меншая, а эфектыўнасць каразійнай стойкасці вышэй, каразійная стойкасць пакрыцця лепшая.З малюнка 3 і табліцы 1 відаць, што калі час карозіі складае 19 гадзін, максімальнае напружанне карозіі голай металічнай матрыцы складае -0,680 В, а шчыльнасць току карозіі матрыцы таксама самая вялікая, дасягаючы 2,890 × 10-6 А. /см2 。 Пры нанясенні керамічнага пакрыцця з чыстага аксіду алюмінію шчыльнасць току карозіі знізілася да 78%, а ПЭ склала 22,01%.Гэта паказвае, што керамічнае пакрыццё гуляе лепшую ахоўную ролю і можа палепшыць каразійную ўстойлівасць пакрыцця ў нейтральным электраліце.
Пры даданні ў пакрыццё 0,2% mwnt-cooh-sdbs або 0,2% графена шчыльнасць току карозіі паменшылася, устойлівасць павялічылася, а каразійная стойкасць пакрыцця яшчэ больш палепшылася з PE 38,48% і 40,10% адпаведна.Калі паверхня пакрыта 0,2% mwnt-cooh-sdbs і 0,2% графена змешанага аксіду алюмінія, ток карозіі яшчэ больш зніжаецца з 2,890 × 10-6 А / см2 да 1,536 × 10-6 А / см2, максімальнага супраціву значэнне, павялічана з 11388 Ом да 28079 Ом, а ПЭ пакрыцця можа дасягаць 46,85%.Гэта паказвае, што падрыхтаваны мэтавы прадукт валодае добрай каразійнай устойлівасцю, а сінэргічны эфект вугляродных нанатрубак і графена можа эфектыўна палепшыць каразійную ўстойлівасць керамічнага пакрыцця.
4. Уплыў часу вытрымкі на супраціў пакрыцця
Для далейшага вывучэння каразійнай устойлівасці пакрыцця, з улікам уплыву часу апускання ўзору ў электраліт на выпрабаванні, атрыманы крывыя змены супраціву чатырох пакрыццяў пры розным часе апускання, як паказана на малюнку 4.
Падаць
На пачатковай стадыі апускання (10 ч) з-за добрай шчыльнасці і структуры пакрыцця электраліт цяжка пагрузіць у пакрыццё.У гэты час керамічнае пакрыццё паказвае высокую ўстойлівасць.Пасля вытрымкі на працягу некаторага часу супраціў значна зніжаецца, таму што з цягам часу электраліт паступова ўтварае каразійны канал праз поры і расколіны ў пакрыцці і пранікае ў матрыцу, што прыводзіць да значнага зніжэння супраціву пакрыццё.
На другім этапе, калі прадукты карозіі павялічваюцца да пэўнай колькасці, дыфузія блакуецца і зазор паступова блакуецца.У той жа час, калі электраліт пранікае ў межы злучэння злучнага ніжняга пласта / матрыцы, малекулы вады будуць рэагаваць з элементам Fe ў матрыцы на стыку пакрыцця / матрыцы, ствараючы тонкую плёнку аксіду металу, якая перашкаджае пранікненне электраліта ў матрыцу і павялічвае значэнне супраціву.Калі голая металічная матрыца падвяргаецца электрахімічнай карозіі, большая частка зялёных флокулянтных асадкаў утвараецца на дне электраліта.Электралітычны раствор не змяніў колер пры электролізе пакрытага ўзору, што можа даказаць існаванне вышэйзгаданай хімічнай рэакцыі.
З-за кароткага часу вымочвання і вялікіх знешніх фактараў уплыву, каб у далейшым атрымаць дакладныя адносіны змены электрахімічных параметраў, аналізуюцца крывыя Тафеля 19 гадзін і 19,5 гадзін.Шчыльнасць току карозіі і ўстойлівасць, атрыманыя з дапамогай праграмнага забеспячэння для аналізу zsimpwin, паказаны ў табліцы 2. Можна выявіць, што пры вытрымцы на працягу 19 гадзін у параўнанні з аголенай падкладкай шчыльнасць току карозіі чыстага аксіду алюмінію і кампазітнага пакрыцця з аксіду алюмінію, які змяшчае нанадабаўкі, складае менш, а значэнне супраціву больш.Значэнне супраціву керамічнага пакрыцця, якое змяшчае вугляродныя нанатрубкі, і пакрыцця, якое змяшчае графен, амаль аднолькавае, у той час як структура пакрыцця з вугляроднымі нанатрубкамі і графенавымі кампазітнымі матэрыяламі значна павышана. Гэта звязана з сінэргетычным эфектам аднамерных вугляродных нанатрубак і двухмернага графена. паляпшае каразійную ўстойлівасць матэрыялу.
З павелічэннем часу апускання (19,5 гадзін) устойлівасць аголенай падкладкі павялічваецца, што сведчыць аб тым, што яна знаходзіцца на другой стадыі карозіі і на паверхні падкладкі ўтвараецца плёнка аксіду металу.Сапраўды гэтак жа з павелічэннем часу супраціў керамічнага пакрыцця з чыстага аксіду алюмінію таксама ўзрастае, што сведчыць аб тым, што ў гэты час, нягледзячы на эфект запаволення керамічнага пакрыцця, электраліт пракраўся праз межы злучэння пакрыццё / матрыца і ўтварыў аксідную плёнку праз хімічную рэакцыю.
У параўнанні з пакрыццём з аксіду алюмінію, якое змяшчае 0,2% mwnt-cooh-sdbs, пакрыццём з аксіду алюмінія, якое змяшчае 0,2% графена, і пакрыццём з аксіду алюмінія, якое змяшчае 0,2% mwnt-cooh-sdbs і 0,2% графена, устойлівасць пакрыцця значна зніжаецца з павелічэннем часу, памяншаецца на 22,94%, 25,60% і 9,61% адпаведна, што паказвае на тое, што электраліт не пракраўся ў стык паміж пакрыццём і падкладкай у гэты час. Гэта таму, што структура вугляродных нанатрубак і графена блакуе пранікненне электраліта ўніз, такім чынам абараняючы матрыца.Сінэргетычны эфект абодвух пацверджаны далей.Пакрыццё з двух нанаматэрыялаў мае лепшую ўстойлівасць да карозіі.
З дапамогай крывой Тафеля і крывой змены значэння электрычнага імпедансу ўстаноўлена, што керамічнае пакрыццё з аксіду алюмінію з графенам, вугляроднымі нанатрубкамі і іх сумессю можа палепшыць каразійную ўстойлівасць металічнай матрыцы, а сінэргетычны эфект гэтых двух можа яшчэ больш палепшыць карозію. стойкасць клею керамічнага пакрыцця.Для далейшага вывучэння ўплыву нанадабавак на каразійную ўстойлівасць пакрыцця назіралася марфалогія мікрапаверхні пакрыцця пасля карозіі.
Падаць
На малюнку 5 (A1, A2, B1, B2) паказана марфалогія паверхні аголенай нержавеючай сталі 304 і керамікі з чыстага аксіду алюмінію з пакрыццём пры розным павелічэнні пасля карозіі.Малюнак 5 (A2) паказвае, што паверхня пасля карозіі становіцца шурпатай.Для аголенай падкладкі пасля апускання ў электраліт на паверхні з'яўляецца некалькі вялікіх каразійных ям, што сведчыць аб нізкай каразійнай устойлівасці аголенай металічнай матрыцы і што электраліт лёгка пранікае ў матрыцу.Для керамічнага пакрыцця з чыстага аксіду алюмінію, як паказана на малюнку 5 (B2), хаця пасля карозіі ўтвараюцца кіпрыя каналы карозіі, адносна шчыльная структура і выдатная каразійная ўстойлівасць керамічнага пакрыцця з чыстага аксіду алюмінію эфектыўна блакуюць пранікненне электраліта, што тлумачыць прычыну эфектыўнае паляпшэнне імпедансу керамічнага пакрыцця з аксіду алюмінію.
Падаць
Марфалогія паверхні mwnt-cooh-sdbs, пакрыццяў, якія змяшчаюць 0,2% графена, і пакрыццяў, якія змяшчаюць 0,2% mwnt-cooh-sdbs і 0,2% графена.Можна заўважыць, што два пакрыцця, якія змяшчаюць графен на малюнку 6 (B2 і C2), маюць плоскую структуру, часціцы ў пакрыцці моцна злучаныя, а часціцы запаўняльніка шчыльна абгорнутыя клеем.Нягледзячы на тое, што паверхня размываецца электралітам, утвараецца менш поравых каналаў.Пасля карозіі паверхня пакрыцця шчыльная і дэфектных структур мала.На малюнку 6 (A1, A2), дзякуючы характарыстыкам mwnt-cooh-sdbs, пакрыццё да карозіі ўяўляе сабой раўнамерна размеркаваную кіпрую структуру.Пасля карозіі поры арыгінальнай дэталі становяцца вузкімі і доўгімі, а канал становіцца глыбей.У параўнанні з малюнкам 6 (B2, C2), структура мае больш дэфектаў, што адпавядае размеркаванню памераў значэння імпедансу пакрыцця, атрыманага ў выніку электрахімічнага выпрабавання на карозію.Гэта паказвае, што керамічнае пакрыццё з аксіду алюмінію, якое змяшчае графен, асабліва сумесь графена і вугляроднай нанатрубкі, валодае лепшай каразійнай устойлівасцю.Гэта адбываецца таму, што структура вугляроднай нанатрубкі і графена можа эфектыўна блакаваць распаўсюджванне расколін і абараняць матрыцу.
5. Абмеркаванне і падвядзенне вынікаў
У выніку выпрабаванняў на каразійную ўстойлівасць вугляродных нанатрубак і графенавых дабавак на керамічным пакрыцці з аксіду алюмінія і аналізу мікраструктуры паверхні пакрыцця зроблены наступныя высновы:
(1) Калі час карозіі складаў 19 гадзін, пасля дадання 0,2% гібрыднай вугляроднай нанатрубкі + 0,2% керамічнага пакрыцця з аксіду алюмінію змешанага матэрыялу графена шчыльнасць каразійнага току павялічылася з 2,890 × 10-6 А / см2 да 1,536 × 10-6 А / см2, электрычны імпеданс павялічваецца з 11388 Ом да 28079 Ом, а эфектыўнасць каразійнай стойкасці найбольшая, 46,85%.У параўнанні з керамічным пакрыццём з чыстага аксіду алюмінію, кампазітнае пакрыццё з графенам і вугляроднымі нанатрубкамі мае лепшую ўстойлівасць да карозіі.
(2) З павелічэннем часу апускання электраліта электраліт пранікае ў паверхню злучэння пакрыцця / падкладкі з утварэннем плёнкі аксіду металу, якая перашкаджае пранікненню электраліта ў падкладку.Электрычны імпеданс спачатку памяншаецца, а потым павялічваецца, і каразійная ўстойлівасць керамічнага пакрыцця з чыстага аксіду алюмінія дрэнная.Структура і сінэргія вугляродных нанатрубак і графена блакавалі пранікненне электраліта ўніз.Пры вытрымцы на працягу 19,5 гадзін электрычны імпеданс пакрыцця, якое змяшчае нанаматэрыялы, знізіўся на 22,94%, 25,60% і 9,61% адпаведна, а ўстойлівасць да карозіі пакрыцця была добрай.
6. Механізм уплыву на каразійную стойкасць пакрыцця
З дапамогай крывой Тафеля і крывой змены значэння электрычнага імпедансу ўстаноўлена, што керамічнае пакрыццё з аксіду алюмінію з графенам, вугляроднымі нанатрубкамі і іх сумессю можа палепшыць каразійную ўстойлівасць металічнай матрыцы, а сінэргетычны эфект гэтых двух можа яшчэ больш палепшыць карозію. стойкасць клею керамічнага пакрыцця.Для далейшага вывучэння ўплыву нанадабавак на каразійную ўстойлівасць пакрыцця назіралася марфалогія мікрапаверхні пакрыцця пасля карозіі.
На малюнку 5 (A1, A2, B1, B2) паказана марфалогія паверхні аголенай нержавеючай сталі 304 і керамікі з чыстага аксіду алюмінію з пакрыццём пры розным павелічэнні пасля карозіі.Малюнак 5 (A2) паказвае, што паверхня пасля карозіі становіцца шурпатай.Для аголенай падкладкі пасля апускання ў электраліт на паверхні з'яўляецца некалькі вялікіх каразійных ям, што сведчыць аб нізкай каразійнай устойлівасці аголенай металічнай матрыцы і што электраліт лёгка пранікае ў матрыцу.Для керамічнага пакрыцця з чыстага аксіду алюмінію, як паказана на малюнку 5 (B2), хаця пасля карозіі ўтвараюцца кіпрыя каналы карозіі, адносна шчыльная структура і выдатная каразійная ўстойлівасць керамічнага пакрыцця з чыстага аксіду алюмінію эфектыўна блакуюць пранікненне электраліта, што тлумачыць прычыну эфектыўнае паляпшэнне імпедансу керамічнага пакрыцця з аксіду алюмінію.
Марфалогія паверхні mwnt-cooh-sdbs, пакрыццяў, якія змяшчаюць 0,2% графена, і пакрыццяў, якія змяшчаюць 0,2% mwnt-cooh-sdbs і 0,2% графена.Можна заўважыць, што два пакрыцця, якія змяшчаюць графен на малюнку 6 (B2 і C2), маюць плоскую структуру, часціцы ў пакрыцці моцна злучаныя, а часціцы запаўняльніка шчыльна абгорнутыя клеем.Нягледзячы на тое, што паверхня размываецца электралітам, утвараецца менш поравых каналаў.Пасля карозіі паверхня пакрыцця шчыльная і дэфектных структур мала.На малюнку 6 (A1, A2), дзякуючы характарыстыкам mwnt-cooh-sdbs, пакрыццё да карозіі ўяўляе сабой раўнамерна размеркаваную кіпрую структуру.Пасля карозіі поры арыгінальнай дэталі становяцца вузкімі і доўгімі, а канал становіцца глыбей.У параўнанні з малюнкам 6 (B2, C2), структура мае больш дэфектаў, што адпавядае размеркаванню памераў значэння імпедансу пакрыцця, атрыманага ў выніку электрахімічнага выпрабавання на карозію.Гэта паказвае, што керамічнае пакрыццё з аксіду алюмінію, якое змяшчае графен, асабліва сумесь графена і вугляроднай нанатрубкі, валодае лепшай каразійнай устойлівасцю.Гэта адбываецца таму, што структура вугляроднай нанатрубкі і графена можа эфектыўна блакаваць распаўсюджванне расколін і абараняць матрыцу.
7. Абмеркаванне і падвядзенне вынікаў
У выніку выпрабаванняў на каразійную ўстойлівасць вугляродных нанатрубак і графенавых дабавак на керамічным пакрыцці з аксіду алюмінія і аналізу мікраструктуры паверхні пакрыцця зроблены наступныя высновы:
(1) Калі час карозіі складаў 19 гадзін, пасля дадання 0,2% гібрыднай вугляроднай нанатрубкі + 0,2% керамічнага пакрыцця з аксіду алюмінію змешанага матэрыялу графена шчыльнасць каразійнага току павялічылася з 2,890 × 10-6 А / см2 да 1,536 × 10-6 А / см2, электрычны імпеданс павялічваецца з 11388 Ом да 28079 Ом, а эфектыўнасць каразійнай стойкасці найбольшая, 46,85%.У параўнанні з керамічным пакрыццём з чыстага аксіду алюмінію, кампазітнае пакрыццё з графенам і вугляроднымі нанатрубкамі мае лепшую ўстойлівасць да карозіі.
(2) З павелічэннем часу апускання электраліта электраліт пранікае ў паверхню злучэння пакрыцця / падкладкі з утварэннем плёнкі аксіду металу, якая перашкаджае пранікненню электраліта ў падкладку.Электрычны імпеданс спачатку памяншаецца, а потым павялічваецца, і каразійная ўстойлівасць керамічнага пакрыцця з чыстага аксіду алюмінія дрэнная.Структура і сінэргія вугляродных нанатрубак і графена блакавалі пранікненне электраліта ўніз.Пры вытрымцы на працягу 19,5 гадзін электрычны імпеданс пакрыцця, якое змяшчае нанаматэрыялы, знізіўся на 22,94%, 25,60% і 9,61% адпаведна, а ўстойлівасць да карозіі пакрыцця была добрай.
(3) Дзякуючы характарыстыкам вугляродных нанатрубак, пакрыццё, дададзенае толькі вугляроднымі нанатрубкамі, мае раўнамерна размеркаваную кіпрую структуру перад карозіяй.Пасля карозіі поры арыгінальнай дэталі становяцца вузкімі і доўгімі, а каналы становяцца глыбей.Пакрыццё, якое змяшчае графен, мае плоскую структуру перад карозіяй, камбінацыя паміж часціцамі ў пакрыцці блізкая, а часціцы запаўняльніка шчыльна абгорнутыя клеем.Нягледзячы на тое, што пасля карозіі паверхня размываецца электралітам, поравых каналаў мала, а структура па-ранейшаму шчыльная.Структура вугляродных нанатрубак і графена можа эфектыўна блакаваць распаўсюджванне расколін і абараняць матрыцу.
Час публікацыі: 9 сакавіка 2022 г