1.
Por faciligi la postan elektrokemian teston, 30mm estas elektita × 4 mm 304 neoksidebla ŝtalo kiel la bazo. Poluru kaj forigu la postrestantan oksidan tavolon kaj rustajn makulojn sur la surfacon de la substrato per sabla papero, metu ilin en bekon enhavantan acetonon, traktu la makulojn sur la surfaco de la substrato kun BG-06C-ultrasona purigilo de bangjie-elektronika kompanio por 20min, forigu La eluzaj forĵetaĵoj sur la surfaco de la metala substrato kun alkoholo kaj distilita akvo, kaj sekigas ilin per blovilo. Tiam, alumino (AL2O3), grafeno kaj hibrida karbona nanotubo (MWNT-COOHSDBS) estis preparitaj proporcie (100: 0: 0, 99.8: 0.2: 0, 99.8: 0: 0.2, 99.6: 0.2: 0.2), kaj enmetitaj en Pilka muelejo (QM-3SP2 de Nanjing Nanda Instrument Factory) por pilka muelado kaj miksado. La rotacia rapideco de la pilka muelejo estis agordita al 220 r / min, kaj la pilka muelejo estis turnita al
Post pilka muelado, agordu la rotacian rapidon de la pilka mueleja tanko por esti 1 /2 alterne post kiam la pilka muelado estas finita, kaj agordu la rotacian rapidon de la pilka mueleja tanko por esti 1 /2 alterne post kiam la pilka muelado estas finita. La pilko muelita ceramika agregato kaj ligilo estas miksitaj egale laŭ la masa frakcio de 1,0 ∶ 0,8. Fine, la vosta ceramika tegaĵo estis akirita per resaniga procezo.
2. Koroda testo
En ĉi tiu studo, la elektrokemia koroda testo adoptas Ŝanhajan Chenhua Chi660e -elektrokemian stacion, kaj la testo adoptas tri elektrodan testan sistemon. La platena elektrodo estas la helpa elektrodo, la arĝenta arĝenta klorida elektrodo estas la referenca elektrodo, kaj la tegita specimeno estas la funkcia elektrodo, kun efika ekspozicia areo de 1cm2. Konektu la referencan elektrodon, funkciantan elektrodon kaj helpan elektrodon en la elektrolita ĉelo kun la instrumento, kiel montrite en Figuroj 1 kaj 2. Antaŭ la testo, trempu la specimenon en la elektrolito, kiu estas 3,5% NaCl -solvo.
3. Tafel -Analizo de Elektrokemia Korodo de Kovriloj
Fig. 3 montras la tafel -kurbon de nekovrita substrato kaj ceramika tegaĵo tegita per malsamaj nano -aldonaĵoj post elektrokemia korodo dum 19h. La koroda tensio, koroda kurento -denseco kaj elektraj impedancaj testaj datumoj akiritaj de elektrokemia korodo -testo estas montritaj en Tabelo 1.
Submetiĝu
Kiam la koroda kurenta denseco estas pli malgranda kaj la koroda rezista efikeco pli alta, la koroda rezista efiko de la tegaĵo estas pli bona. Ĝi videblas el Figuro 3 kaj Tabelo 1, ke kiam la koroda tempo estas 19h, la maksimuma koroda tensio de nuda metala matrico estas -0.680 V, kaj la koroda kurenta denseco de matrico ankaŭ estas la plej granda, atingante 2.890 × 10-6 a /cm2。 Kiam tegita per pura alumina ceramika tegaĵo, la koroda kurento malpliiĝis al 78% kaj PE estis 22,01%. Ĝi montras, ke la ceramika tegaĵo ludas pli bonan protektan rolon kaj povas plibonigi la korodan reziston de la tegaĵo en neŭtrala elektrolito.
Kiam 0,2% MWNT-COOH-SDBS aŭ 0,2% grafeno estis aldonita al la tegaĵo, la koroda kurento malpliiĝis, la rezisto pliiĝis kaj la koroda rezisto de la tegaĵo plue pliboniĝis, kun PE de 38,48% kaj 40,10% respektive. Kiam la surfaco estas tegita per 0,2% MWNT-COOH-SDBS kaj 0,2% grafeno miksita alumina revestiĝo, la koroda kurento plue reduktiĝas de 2,890 × 10-6 A / cm2 malsupren al 1,536 × 10-6 A / cm2, la maksimuma rezisto valoro, pliigita de 11388 Ω al 28079 Ω, kaj la PE de la tegaĵo povas atingi 46,85%. Ĝi montras, ke la preparita cela produkto havas bonan korodan reziston, kaj la sinergia efiko de karbonaj nanotuboj kaj grafeno povas efike plibonigi la korodan reziston de ceramika tegaĵo.
4. Efekto de trempanta tempo sur revesta impedanco
Por plue esplori la korodan reziston de la tegaĵo, konsiderante la influon de la enmiksiĝo de la specimeno en la elektrolito sur la testo, la ŝanĝaj kurboj de la rezisto de la kvar tegaĵoj ĉe malsamaj enmiksiĝoj estas akiritaj, kiel montrite en figuro 4.
Submetiĝu
En la komenca stadio de enmiksiĝo (10 h), pro la bona denseco kaj strukturo de la tegaĵo, la elektrolito malfacilas enmiksiĝi en la tegaĵon. Ĉi -foje, la ceramika tegaĵo montras altan reziston. Post trempado dum tempodaŭro, la rezisto malpliiĝas signife, ĉar kun la paso de la tempo, la elektrolito iom post iom formas korodan kanalon tra la poroj kaj fendoj en la tegaĵo kaj penetras en la matricon, rezultigante signifan malpliiĝon de la rezisto de la tegaĵo.
En la dua etapo, kiam la korodaj produktoj pliiĝas al certa kvanto, la disvastigo estas blokita kaj la interspaco estas iom post iom blokita. Samtempe, kiam la elektrolito penetras en la ligan interfacon de la liganta funda tavolo / matrico, la akvaj molekuloj reagos kun la FE -elemento en la matrico ĉe la revestiĝo / matrico -krucvojo por produkti maldikan metalan oksidan filmon, kiu malhelpas la Penetrado de la elektrolito en la matricon kaj pliigas la rezistan valoron. Kiam la nuda metala matrico estas elektrokemie korodita, la plej granda parto de la verda floculenta precipitaĵo estas produktita ĉe la fundo de la elektrolito. La elektrolitika solvo ne ŝanĝis koloron kiam elektrolizas la tegitan specimenon, kio povas pruvi la ekziston de ĉi -supra kemia reago.
Pro la mallonga trempanta tempo kaj grandaj eksteraj influaj faktoroj, por plue akiri la precizan ŝanĝan rilaton de elektrokemiaj parametroj, la Tafel -kurboj de 19 h kaj 19,5 h estas analizitaj. La koroda kurento -denseco kaj rezisto akirita de Zsimpwin -analiza programaro estas montritaj en Tabelo 2. Oni povas trovi, ke kiam trempitaj dum 19 h, kompare kun la nuda substrato, la koroda kurento de pura alumino kaj alumina kompona revestiĝo enhavanta nano -aldonajn materialojn estas pli malgranda kaj la rezista valoro estas pli granda. The resistance value of ceramic coating containing carbon nanotubes and coating containing graphene is almost the same, while the coating structure with carbon nanotubes and graphene composite materials is significantly enhanced, This is because the synergistic effect of one-dimensional carbon nanotubes and two-dimensional graphene plibonigas la korodan reziston de la materialo.
Kun la kresko de enmiksiĝo (19,5 h), la rezisto de nuda substrato pliiĝas, indikante ke ĝi estas en la dua etapo de korodo kaj metala oksida filmo estas produktita sur la surfaco de substrato. Simile, kun la pliigo de tempo, la rezisto de pura alumina ceramika revestado ankaŭ pliiĝas, indikante ke en ĉi tiu tempo, kvankam ekzistas la malrapida efiko de ceramika revestado, la elektrolito penetris la ligan interfacon de revestado / matrico kaj produktis oksidan filmon per kemia reago.
Kompare kun la alumina revestiĝo enhavanta 0,2% MWNT-COOH-SDBS, la alumina revestiĝo enhavanta 0,2% grafenon kaj la aluminan revestiĝon enhavantan 0,2% MWNT-COOH-SDBS kaj 0,2% da grafeno, la revesta rezisto malpliiĝis signife kun la kresko de tempo, malpliigita je 22,94%, 25,60% kaj 9,61% respektive, indikante, ke la elektrolito ne penetris en la artikon Inter la tegaĵo kaj la substrato en ĉi tiu tempo, ĉi tio estas ĉar la strukturo de karbonaj nanotuboj kaj grafeno blokas la malsuprenirantan penetradon de elektrolito, tiel protektante la matricon. La sinergia efiko de la du estas plue kontrolita. La tegaĵo enhavanta du nano -materialojn havas pli bonan korodan reziston.
Tra la Tafel -kurbo kaj la ŝanĝa kurbo de elektra impedanca valoro, oni trovas, ke la alumina ceramika tegaĵo kun grafeno, karbonaj nanotuboj kaj ilia miksaĵo povas plibonigi la korodan reziston de metala matrico, kaj la sinergia efiko de la du povas plue plibonigi la korodon Rezisto de vosta ceramika tegaĵo. Por plue esplori la efikon de nano -aldonaĵoj sur la koroda rezisto de la tegaĵo, la mikro -surfaca morfologio de la tegaĵo post korodo estis observita.
Submetiĝu
Figuro 5 (A1, A2, B1, B2) montras la surfacan morfologion de elmontrita 304 neoksidebla ŝtalo kaj tegita pura alumina ceramiko ĉe malsama pligrandiĝo post korodo. Figuro 5 (A2) montras, ke la surfaco post korodo fariĝas malglata. Por la nuda substrato, pluraj grandaj korodaj fosaĵoj aperas sur la surfaco post enmiksiĝo en elektrolito, indikante ke la koroda rezisto de la nuda metala matrico estas malbona kaj la elektrolito facile penetras en la matricon. Por pura alumina ceramika tegaĵo, kiel montrite en Figuro 5 (B2), kvankam poraj korodaj kanaloj estas generitaj post korodo, la relative densa strukturo kaj bonega koroda rezisto de pura alumina ceramika revestado efike blokas la invadon de elektrolito, kio klarigas la kialon de la Efika plibonigo de la impedanco de alumina ceramika tegaĵo.
Submetiĝu
Surfaca morfologio de MWNT-COOH-SDBS, tegaĵoj enhavantaj 0,2% grafenon kaj tegaĵojn enhavantajn 0,2% MWNT-COOH-SDBS kaj 0,2% grafenon. Videblas, ke la du tegaĵoj enhavantaj grafenon en Figuro 6 (B2 kaj C2) havas platan strukturon, la ligado inter eroj en la tegaĵo estas streĉa, kaj la agregataj eroj estas firme envolvitaj per vosto. Kvankam la surfaco estas eroziita per elektrolito, malpli da poraj kanaloj formiĝas. Post korodo, la revesta surfaco estas densa kaj estas malmultaj difektaj strukturoj. Por Figuro 6 (A1, A2), pro la trajtoj de MWNT-COOH-SDBS, la tegaĵo antaŭ korodo estas unuforme distribuita pora strukturo. Post korodo, la poroj de la originala parto fariĝas mallarĝaj kaj longaj, kaj la kanalo pli profundiĝas. Kompare kun Figuro 6 (B2, C2), la strukturo havas pli da difektoj, kio konformas al la ampleksa distribuo de revesta impedanca valoro akirita de elektrokemia koroda testo. Ĝi montras, ke la alumina ceramika tegaĵo enhavanta grafenon, precipe la miksaĵon de grafeno kaj karbona nanotubo, havas la plej bonan korodan reziston. Ĉi tio estas ĉar la strukturo de karbona nanotubo kaj grafeno povas efike bloki la fendan disvastigon kaj protekti la matricon.
5. Diskuto kaj Resumo
Tra la koroda rezista testo de karbonaj nanotuboj kaj grafenaj aldonaĵoj sur alumina ceramika revestado kaj la analizo de la surfaca mikrostrukturo de la tegaĵo, la jenaj konkludoj estas tiritaj:
(1) Kiam la koroda tempo estis 19 h, aldonante 0,2% hibridan karbonan nanotubon + 0,2% grafenan miksitan materialan aluminan ceramikan revestiĝon, la koroda kurenta denseco pliiĝis de 2,890 × 10-6 A / cm2 ĝis 1,536 × 10-6 a / CM2, la elektra impedanco estas pliigita de 11388 Ω al 28079 Ω, kaj la koroda rezista efikeco estas la plej granda, 46.85%. Kompare kun pura alumina ceramika tegaĵo, la kunmetita tegaĵo kun grafeno kaj karbonaj nanotuboj havas pli bonan korodan reziston.
(2) Kun la kresko de enmiksiĝo de elektrolito, la elektrolito penetras en la kunan surfacon de revestado / substrato por produkti metalan oksidan filmon, kiu malhelpas la penetradon de elektrolito en la substraton. La elektra impedanco unue malpliiĝas kaj poste pliiĝas, kaj la koroda rezisto de pura alumina ceramika tegaĵo estas malbona. La strukturo kaj sinergio de karbonaj nanotuboj kaj grafeno blokis la malsuprenirantan penetron de elektrolito. Kiam trempita dum 19,5 h, la elektra impedanco de la tegaĵo enhavanta nano -materialojn malpliiĝis je 22,94%, 25,60% kaj 9,61% respektive, kaj la koroda rezisto de la tegaĵo estis bona.
6. Influo -Mekanismo de Kovanta Koroda Rezisto
Tra la Tafel -kurbo kaj la ŝanĝa kurbo de elektra impedanca valoro, oni trovas, ke la alumina ceramika tegaĵo kun grafeno, karbonaj nanotuboj kaj ilia miksaĵo povas plibonigi la korodan reziston de metala matrico, kaj la sinergia efiko de la du povas plue plibonigi la korodon Rezisto de vosta ceramika tegaĵo. Por plue esplori la efikon de nano -aldonaĵoj sur la koroda rezisto de la tegaĵo, la mikro -surfaca morfologio de la tegaĵo post korodo estis observita.
Figuro 5 (A1, A2, B1, B2) montras la surfacan morfologion de elmontrita 304 neoksidebla ŝtalo kaj tegita pura alumina ceramiko ĉe malsama pligrandiĝo post korodo. Figuro 5 (A2) montras, ke la surfaco post korodo fariĝas malglata. Por la nuda substrato, pluraj grandaj korodaj fosaĵoj aperas sur la surfaco post enmiksiĝo en elektrolito, indikante ke la koroda rezisto de la nuda metala matrico estas malbona kaj la elektrolito facile penetras en la matricon. Por pura alumina ceramika tegaĵo, kiel montrite en Figuro 5 (B2), kvankam poraj korodaj kanaloj estas generitaj post korodo, la relative densa strukturo kaj bonega koroda rezisto de pura alumina ceramika revestado efike blokas la invadon de elektrolito, kio klarigas la kialon de la Efika plibonigo de la impedanco de alumina ceramika tegaĵo.
Surfaca morfologio de MWNT-COOH-SDBS, tegaĵoj enhavantaj 0,2% grafenon kaj tegaĵojn enhavantajn 0,2% MWNT-COOH-SDBS kaj 0,2% grafenon. Videblas, ke la du tegaĵoj enhavantaj grafenon en Figuro 6 (B2 kaj C2) havas platan strukturon, la ligado inter eroj en la tegaĵo estas streĉa, kaj la agregataj eroj estas firme envolvitaj per vosto. Kvankam la surfaco estas eroziita per elektrolito, malpli da poraj kanaloj formiĝas. Post korodo, la revesta surfaco estas densa kaj estas malmultaj difektaj strukturoj. Por Figuro 6 (A1, A2), pro la trajtoj de MWNT-COOH-SDBS, la tegaĵo antaŭ korodo estas unuforme distribuita pora strukturo. Post korodo, la poroj de la originala parto fariĝas mallarĝaj kaj longaj, kaj la kanalo pli profundiĝas. Kompare kun Figuro 6 (B2, C2), la strukturo havas pli da difektoj, kio konformas al la ampleksa distribuo de revesta impedanca valoro akirita de elektrokemia koroda testo. Ĝi montras, ke la alumina ceramika tegaĵo enhavanta grafenon, precipe la miksaĵon de grafeno kaj karbona nanotubo, havas la plej bonan korodan reziston. Ĉi tio estas ĉar la strukturo de karbona nanotubo kaj grafeno povas efike bloki la fendan disvastigon kaj protekti la matricon.
7. Diskuto kaj Resumo
Tra la koroda rezista testo de karbonaj nanotuboj kaj grafenaj aldonaĵoj sur alumina ceramika revestado kaj la analizo de la surfaca mikrostrukturo de la tegaĵo, la jenaj konkludoj estas tiritaj:
(1) Kiam la koroda tempo estis 19 h, aldonante 0,2% hibridan karbonan nanotubon + 0,2% grafenan miksitan materialan aluminan ceramikan revestiĝon, la koroda kurenta denseco pliiĝis de 2,890 × 10-6 A / cm2 ĝis 1,536 × 10-6 a / CM2, la elektra impedanco estas pliigita de 11388 Ω al 28079 Ω, kaj la koroda rezista efikeco estas la plej granda, 46.85%. Kompare kun pura alumina ceramika tegaĵo, la kunmetita tegaĵo kun grafeno kaj karbonaj nanotuboj havas pli bonan korodan reziston.
(2) Kun la kresko de enmiksiĝo de elektrolito, la elektrolito penetras en la kunan surfacon de revestado / substrato por produkti metalan oksidan filmon, kiu malhelpas la penetradon de elektrolito en la substraton. La elektra impedanco unue malpliiĝas kaj poste pliiĝas, kaj la koroda rezisto de pura alumina ceramika tegaĵo estas malbona. La strukturo kaj sinergio de karbonaj nanotuboj kaj grafeno blokis la malsuprenirantan penetron de elektrolito. Kiam trempita dum 19,5 h, la elektra impedanco de la tegaĵo enhavanta nano -materialojn malpliiĝis je 22,94%, 25,60% kaj 9,61% respektive, kaj la koroda rezisto de la tegaĵo estis bona.
(3) Pro la trajtoj de karbonaj nanotuboj, la tegaĵo aldonita kun karbonaj nanotuboj sole havas unuforme distribuitan poran strukturon antaŭ korodo. Post korodo, la poroj de la originala parto fariĝas mallarĝaj kaj longaj, kaj la kanaloj pli profundiĝas. La tegaĵo enhavanta grafenon havas platan strukturon antaŭ korodo, la kombinaĵo inter eroj en la tegaĵo estas proksima, kaj la agregataj eroj estas firme envolvitaj per vosto. Kvankam la surfaco estas eroziita per elektrolito post korodo, estas malmultaj poraj kanaloj kaj la strukturo ankoraŭ estas densa. La strukturo de karbonaj nanotuboj kaj grafeno povas efike bloki la fendan disvastiĝon kaj protekti la matricon.
Afiŝotempo: MAR-09-2022