1. Preparado de tegaĵo
Por faciligi la postan elektrokemian teston, 30mm estas elektita × 4 mm 304 neoksidebla ŝtalo kiel la bazo.Polu kaj forigu la restajn oksidajn tavolojn kaj rustajn makulojn sur la surfaco de la substrato per sablo, metu ilin en kalikon enhavanta acetonon, traktu la makulojn sur la surfaco de la substrato per bg-06c ultrasona purigilo de Bangjie elektronika kompanio dum 20 minutoj, forigu. la eluziĝo derompaĵoj sur la surfaco de la metala substrato kun alkoholo kaj distilita akvo, kaj sekigi ilin per blovilo.Tiam, alumino (Al2O3), grafeno kaj hibrida karbona nanotubo (mwnt-coohsdbs) estis preparitaj en proporcio (100: 0: 0, 99.8: 0.2: 0, 99.8: 0: 0.2, 99.6: 0.2: 0.2), kaj enmetitaj en pilkmuelilo (qm-3sp2 de Nanjing NANDA instrumentfabriko) por pilkmuelado kaj miksado.La rotacia rapideco de la pilka muelejo estis fiksita al 220 R / min, kaj la pilka muelejo estis turnita al
Post pilka muelado, agordu la rotacian rapidon de la pilka muelada tanko por esti 1/2 alterne post kiam la pilka muelado finiĝos, kaj agordu la rotacian rapidon de la pilka muelado por esti 1/2 alterne post kiam la pilka muelado estas finita.La pilko muelita ceramika agregaĵo kaj ligilo estas miksitaj egale laŭ la masfrakcio de 1.0 ∶ 0.8.Fine, la glua ceramika tegaĵo estis akirita per resaniga procezo.
2. Koroda provo
En ĉi tiu studo, la elektrokemia koroda testo adoptas Ŝanhajan Chenhua chi660e elektrokemian laborstacion, 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 kovrita specimeno estas la laborelektrodo, kun efika ekspona areo de 1cm2.Konektu la referencan elektrodon, laboran elektrodon kaj helpan elektrodon en la elektroliza ĉelo kun la instrumento, kiel montrite en Figuroj 1 kaj 2. Antaŭ la provo, trempu la specimenon en la elektrolito, kiu estas 3.5% NaCl-solvo.
3. Tafel analizo de elektrokemia korodo de tegaĵoj
Fig. 3 montras la Tafel-kurbon de netegita substrato kaj ceramika tegaĵo kovrita per malsamaj nano-aldonaĵoj post elektrokemia korodo dum 19h.La koroda tensio, koroda kurenta denseco kaj elektra impedanca testaj datumoj akiritaj de elektrokemia koroda testo estas montritaj en Tabelo 1.
Submeti
Kiam la koroda kurenta denseco estas pli malgranda kaj la koroda rezisto-efikeco estas pli alta, la koroda rezista efiko de la tegaĵo estas pli bona.Oni povas vidi 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 kovrita per pura alumina ceramika tegaĵo, la koroda kurenta denseco 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 nuna denseco malpliiĝis, la rezisto pliiĝis, kaj la koroda rezisto de la tegaĵo estis plu plibonigita, kun PE de 38.48% kaj 40.10% respektive.Kiam la surfaco estas kovrita per 0,2% mwnt-cooh-sdbs kaj 0,2% grafeno miksita alumina tegaĵo, la koroda fluo estas plue reduktita 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 preta 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 trempa tempo sur tega impedanco
Por plue esplori la korodan reziston de la tegaĵo, konsiderante la influon de la mergotempo de la specimeno en la elektrolito sur la testo, la ŝanĝkurboj de la rezisto de la kvar tegaĵoj je malsama mergotempo estas akiritaj, kiel montrite en Figuro. 4.
Submeti
En la komenca etapo de mergo (10 h), pro la bona denseco kaj strukturo de la tegaĵo, la elektrolito malfacilas mergi en la tegaĵo.En ĉi tiu tempo, 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 breĉo estas iom post iom blokita.Samtempe, kiam la elektrolito penetras en la ligan interfacon de la liga malsupra tavolo / matrico, la akvaj molekuloj reagos kun la Fe-elemento en la matrico ĉe la tegaĵo / matrica krucvojo por produkti maldikan metalan oksidan filmon, kiu malhelpas la penetro de la elektrolito en la matricon kaj pliigas la rezistvaloron.Kiam la nuda metala matrico estas elektrokemie korodita, la plej granda parto de la verda flokula precipitaĵo estas produktita ĉe la fundo de la elektrolito.La elektroliza solvaĵo ne ŝanĝis koloron kiam elektrolizado de la tegita specimeno, kio povas pruvi la ekziston de ĉi-supra kemia reakcio.
Pro la mallonga trempada tempo kaj grandaj eksteraj influfaktoroj, por plu akiri la precizan ŝanĝrilaton de elektrokemiaj parametroj, la Tafel-kurboj de 19 h kaj 19,5 h estas analizitaj.La koroda kurenta denseco kaj rezisto akiritaj per zsimpwin-analiza programaro estas montritaj en Tabelo 2. Oni povas trovi, ke kiam trempite dum 19 h, kompare kun la nuda substrato, la koroda kurenta denseco de pura alumino kaj alumina komponita tegaĵo enhavanta nano-aldonajn materialojn estas. pli malgranda kaj la rezistvaloro estas pli granda.La rezistvaloro de ceramika tegaĵo enhavanta karbonan nanotubojn kaj tegaĵon enhavanta grafenon estas preskaŭ la sama, dum la tegaĵostrukturo kun karbonaj nanotuboj kaj grafenaj kunmetitaj materialoj estas signife plibonigita, Ĉi tio estas ĉar la sinergia efiko de unudimensiaj karbonaj nanotuboj kaj dudimensia grafeno. plibonigas la korodan reziston de la materialo.
Kun la pliiĝo de merga tempo (19,5 h), la rezisto de nuda substrato pliiĝas, indikante, ke ĝi estas en la dua etapo de korodo kaj metaloksida filmo estas produktita sur la surfaco de substrato.Simile, kun la pliiĝo de tempo, la rezisto de pura alumina ceramika tegaĵo ankaŭ pliiĝas, indikante, ke en ĉi tiu tempo, kvankam ekzistas la malrapida efiko de ceramika tegaĵo, la elektrolito penetris la ligan interfacon de tegaĵo / matrico, kaj produktis oksidan filmon. per kemia reakcio.
Kompare kun la alumina tegaĵo enhavanta 0,2% mwnt-cooh-sdbs, la alumina tegaĵo enhavanta 0,2% grafeno kaj la alumina tegaĵo enhavanta 0,2% mwnt-cooh-sdbs kaj 0,2% grafeno, la tegaĵorezisto malpliiĝis signife kun la pliiĝo de tempo. per 22,94%, 25,60% kaj 9,61% respektive, indikante, ke la elektrolito ne penetris en la junton inter la tegaĵo kaj la substrato en ĉi tiu tempo, Ĉi tio estas ĉar la strukturo de karbonaj nanotuboj kaj grafeno blokas la malsuprenan penetron de elektrolito, tiel protektante. la matrico.La sinergia efiko de la du estas plue kontrolita.La tegaĵo enhavanta du nanomaterialojn havas pli bonan korodan reziston.
Tra la Tafel-kurbo kaj la ŝanĝa kurbo de elektra impedanca valoro, oni trovas, ke la alumina ceramiko tegaĵo kun grafeno, karbonaj nanotuboj kaj ilia miksaĵo povas plibonigi la korodan reziston de metala matrico, kaj la sinergia efiko de la du povas plu plibonigi la korodon. rezisto de glua ceramiko tegaĵo.Por plue esplori la efikon de nano-aldonaĵoj sur la koroda rezisto de la tegaĵo, la mikrosurfaca morfologio de la tegaĵo post korodo estis observita.
Submeti
Figuro 5 (A1, A2, B1, B2) montras la surfacan morfologion de senŝirma 304 neoksidebla ŝtalo kaj kovrita pura alumina ceramikaĵo ĉe malsama pligrandigo post korodo.Figuro 5 (A2) montras, ke la surfaco post korodo fariĝas malglata.Por la nuda substrato, pluraj grandaj korodfosaĵoj aperas sur la surfaco post mergo en elektrolito, indikante ke la korodrezisto de la nuda metala matrico estas malbona kaj la elektrolito estas facile penetrebla en la matrico.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 tegaĵo efike blokas la invadon de elektrolito, kio klarigas la kialon de la. efika plibonigo de la impedanco de alumina ceramiko tegaĵo.
Submeti
Surfaca morfologio de mwnt-cooh-sdbs, tegaĵoj enhavantaj 0,2% grafeno kaj tegaĵoj enhavantaj 0,2% mwnt-cooh-sdbs kaj 0,2% grafeno.Videblas, ke la du tegaĵoj enhavantaj grafenon en Figuro 6 (B2 kaj C2) havas platan strukturon, la ligo inter partikloj en la tegaĵo estas streĉa, kaj la entutaj partikloj estas firme envolvitaj per gluo.Kvankam la surfaco estas eroziita per elektrolito, malpli poraj kanaloj estas formitaj.Post korodo, la tega surfaco estas densa kaj ekzistas malmultaj difektaj strukturoj.Por Figuro 6 (A1, A2), pro la karakterizaĵoj de mwnt-cooh-sdbs, la tegaĵo antaŭ korodo estas unuforme distribuita pora strukturo.Post korodo, la poroj de la origina parto fariĝas mallarĝaj kaj longaj, kaj la kanalo fariĝas pli profunda.Kompare kun Figuro 6 (B2, C2), la strukturo havas pli da difektoj, kio kongruas kun la grandeco distribuo de tegaĵo impedanca valoro akirita de elektrokemia korodo 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
Per la testo de koroda rezisto de karbonaj nanotuboj kaj grafenaj aldonaĵoj sur alumina ceramika tegaĵo kaj la analizo de la surfaca mikrostrukturo de la tegaĵo, estas eltiritaj la sekvaj konkludoj:
(1) Kiam la koroda tempo estis 19 h, aldonante 0,2% hibrida karbona nanotubo + 0,2% grafeno miksita materialo alumina ceramika tegaĵo, 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 komponita tegaĵo kun grafeno kaj karbonaj nanotuboj havas pli bonan korodan reziston.
(2) Kun la pliiĝo de merga tempo de elektrolito, la elektrolito penetras en la komunan surfacon de tegaĵo / substrato por produkti metalan oksidan filmon, kiu malhelpas la penetron 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 malsuprenan penetron de elektrolito.Trempite dum 19,5 h, la elektra impedanco de la tegaĵo enhavanta nanomaterialojn malpliiĝis je 22,94%, 25,60% kaj 9,61% respektive, kaj la koroda rezisto de la tegaĵo estis bona.
6. Influo-mekanismo de tega koroda rezisto
Tra la Tafel-kurbo kaj la ŝanĝa kurbo de elektra impedanca valoro, oni trovas, ke la alumina ceramiko tegaĵo kun grafeno, karbonaj nanotuboj kaj ilia miksaĵo povas plibonigi la korodan reziston de metala matrico, kaj la sinergia efiko de la du povas plu plibonigi la korodon. rezisto de glua ceramiko tegaĵo.Por plue esplori la efikon de nano-aldonaĵoj sur la koroda rezisto de la tegaĵo, la mikrosurfaca morfologio de la tegaĵo post korodo estis observita.
Figuro 5 (A1, A2, B1, B2) montras la surfacan morfologion de senŝirma 304 neoksidebla ŝtalo kaj kovrita pura alumina ceramikaĵo ĉe malsama pligrandigo post korodo.Figuro 5 (A2) montras, ke la surfaco post korodo fariĝas malglata.Por la nuda substrato, pluraj grandaj korodfosaĵoj aperas sur la surfaco post mergo en elektrolito, indikante ke la korodrezisto de la nuda metala matrico estas malbona kaj la elektrolito estas facile penetrebla en la matrico.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 tegaĵo efike blokas la invadon de elektrolito, kio klarigas la kialon de la. efika plibonigo de la impedanco de alumina ceramiko tegaĵo.
Surfaca morfologio de mwnt-cooh-sdbs, tegaĵoj enhavantaj 0,2% grafeno kaj tegaĵoj enhavantaj 0,2% mwnt-cooh-sdbs kaj 0,2% grafeno.Videblas, ke la du tegaĵoj enhavantaj grafenon en Figuro 6 (B2 kaj C2) havas platan strukturon, la ligo inter partikloj en la tegaĵo estas streĉa, kaj la entutaj partikloj estas firme envolvitaj per gluo.Kvankam la surfaco estas eroziita per elektrolito, malpli poraj kanaloj estas formitaj.Post korodo, la tega surfaco estas densa kaj ekzistas malmultaj difektaj strukturoj.Por Figuro 6 (A1, A2), pro la karakterizaĵoj de mwnt-cooh-sdbs, la tegaĵo antaŭ korodo estas unuforme distribuita pora strukturo.Post korodo, la poroj de la origina parto fariĝas mallarĝaj kaj longaj, kaj la kanalo fariĝas pli profunda.Kompare kun Figuro 6 (B2, C2), la strukturo havas pli da difektoj, kio kongruas kun la grandeco distribuo de tegaĵo impedanca valoro akirita de elektrokemia korodo 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
Per la testo de koroda rezisto de karbonaj nanotuboj kaj grafenaj aldonaĵoj sur alumina ceramika tegaĵo kaj la analizo de la surfaca mikrostrukturo de la tegaĵo, estas eltiritaj la sekvaj konkludoj:
(1) Kiam la koroda tempo estis 19 h, aldonante 0,2% hibrida karbona nanotubo + 0,2% grafeno miksita materialo alumina ceramika tegaĵo, 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 komponita tegaĵo kun grafeno kaj karbonaj nanotuboj havas pli bonan korodan reziston.
(2) Kun la pliiĝo de merga tempo de elektrolito, la elektrolito penetras en la komunan surfacon de tegaĵo / substrato por produkti metalan oksidan filmon, kiu malhelpas la penetron 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 malsuprenan penetron de elektrolito.Trempite dum 19,5 h, la elektra impedanco de la tegaĵo enhavanta nanomaterialojn malpliiĝis je 22,94%, 25,60% kaj 9,61% respektive, kaj la koroda rezisto de la tegaĵo estis bona.
(3) Pro la karakterizaĵoj de karbonaj nanotuboj, la tegaĵo aldonita kun karbonaj nanotuboj sole havas unuforme distribuitan poran strukturon antaŭ korodo.Post korodo, la poroj de la origina parto fariĝas mallarĝaj kaj longaj, kaj la kanaloj fariĝas pli profundaj.La tegaĵo enhavanta grafenon havas platan strukturon antaŭ korodo, la kombinaĵo inter partikloj en la tegaĵo estas proksima, kaj la entutaj partikloj estas firme envolvitaj per gluaĵo.Kvankam la surfaco estas eroziita per elektrolito post korodo, ekzistas malmultaj porkanaloj kaj la strukturo daŭre estas densa.La strukturo de karbonaj nanotuboj kaj grafeno povas efike bloki la fendan disvastigon kaj protekti la matricon.
Afiŝtempo: Mar-09-2022