1. Priprema premaza
Kako bi se olakšao kasniji elektrohemijski test, odabrano je 30 mm × 4 mm 304 nehrđajući čelik kao osnova.Ispolirajte i uklonite preostali sloj oksida i mrlje od hrđe na površini podloge brusnim papirom, stavite ih u čašu koja sadrži aceton, tretirajte mrlje na površini podloge ultrazvučnim čistačem bg-06c kompanije Bangjie electronics 20 minuta, uklonite ostatke habanja na površini metalne podloge alkoholom i destilovanom vodom i osušite ih duvaljkom.Zatim su pripremljeni aluminij (Al2O3), grafen i hibridna ugljična nanocijev (mwnt-coohsdbs) u omjeru (100: 0: 0, 99,8: 0,2: 0, 99,8: 0: 0,2, 99,6: 0,2: 0,2) i stavljeni u t mlin s kuglicama (qm-3sp2 iz Nanjing NANDA tvornice instrumenata) za mljevenje i miješanje kuglica.Brzina rotacije kugličnog mlina postavljena je na 220 R/min, a mlin je okrenut na
Nakon mljevenja s kuglicama, podesite brzinu rotacije spremnika za kuglično mljevenje na 1/2 naizmjenično nakon što je mljevenje kuglica završeno, i postavite brzinu rotacije spremnika za kuglično mljevenje na 1/2 naizmjenično nakon završetka mljevenja kuglica.Kuglično mljeveni keramički agregat i vezivo se ravnomjerno miješaju prema masenom udjelu od 1,0 ∶ 0,8.Konačno, ljepljivi keramički premaz je dobiven postupkom sušenja.
2. Ispitivanje korozije
U ovoj studiji, test elektrohemijske korozije usvaja elektrohemijsku radnu stanicu Shanghai Chenhua chi660e, a test usvaja sistem za testiranje sa tri elektrode.Elektroda od platine je pomoćna elektroda, elektroda srebrnog klorida srebra je referentna elektroda, a obloženi uzorak je radna elektroda, sa efektivnom površinom ekspozicije od 1cm2.Spojite referentnu elektrodu, radnu elektrodu i pomoćnu elektrodu u elektrolitičkoj ćeliji sa instrumentom, kao što je prikazano na slikama 1 i 2. Prije testa, potopite uzorak u elektrolit, koji je 3,5% otopina NaCl.
3. Tafel analiza elektrohemijske korozije premaza
Na slici 3 prikazana je Tafelova kriva neprevučene podloge i keramičke prevlake obložene različitim nano aditivima nakon elektrohemijske korozije tokom 19 sati.Podaci o naponu korozije, gustoći struje korozije i električnoj impedansi dobiveni ispitivanjem elektrokemijske korozije prikazani su u tablici 1.
Submit
Kada je gustina struje korozije manja i efikasnost otpornosti na koroziju veća, efekat otpornosti na koroziju premaza je bolji.Sa slike 3 i tabele 1 se može videti da kada je vreme korozije 19h, maksimalni napon korozije gole metalne matrice je -0,680 V, a gustina struje korozije matrice je takođe najveća i dostiže 2,890 × 10-6 A. /cm2 。 Kada se premazuje čistim aluminijumskim keramičkim premazom, gustina struje korozije se smanjila na 78% i PE je bila 22,01%.To pokazuje da keramički premaz igra bolju zaštitnu ulogu i može poboljšati otpornost premaza na koroziju u neutralnom elektrolitu.
Kada se premazu doda 0,2% mwnt-cooh-sdbs ili 0,2% grafena, gustoća struje korozije se smanjila, otpornost se povećala, a otpornost premaza na koroziju je dodatno poboljšana, sa PE od 38,48% i 40,10% respektivno.Kada je površina premazana sa 0,2% mwnt-cooh-sdbs i 0,2% grafenom mješovitim aluminijskim premazom, struja korozije se dalje smanjuje sa 2.890 × 10-6 A / cm2 na 1.536 × 10-6 A / cm2, što je maksimalni otpor vrijednost, povećana sa 11388 Ω na 28079 Ω, a PE premaza može dostići 46,85%.To pokazuje da pripremljeni ciljni proizvod ima dobru otpornost na koroziju, a sinergijski efekat ugljeničnih nanocevi i grafena može efikasno poboljšati otpornost na koroziju keramičkog premaza.
4. Utjecaj vremena namakanja na impedanciju premaza
Kako bi se dalje istražila otpornost premaza na koroziju, s obzirom na utjecaj vremena uranjanja uzorka u elektrolit na ispitivanje, dobivene su krivulje promjene otpora četiri premaza pri različitom vremenu potapanja, kao što je prikazano na slici. 4.
Submit
U početnoj fazi potapanja (10 h), zbog dobre gustine i strukture prevlake, elektrolit se teško može uroniti u premaz.U ovom trenutku, keramički premaz pokazuje visoku otpornost.Nakon određenog vremenskog perioda namakanja, otpor značajno opada, jer s vremenom elektrolit postepeno stvara kanal korozije kroz pore i pukotine u premazu i prodire u matricu, što rezultira značajnim smanjenjem otpora. premaz.
U drugoj fazi, kada se proizvodi korozije povećaju do određene količine, difuzija je blokirana, a jaz se postepeno blokira.U isto vrijeme, kada elektrolit prodre u veznu površinu veznog donjeg sloja / matrice, molekule vode će reagirati s Fe elementom u matrici na spoju premaz / matriks i proizvesti tanak film metalnog oksida, koji ometa prodiranje elektrolita u matricu i povećava vrijednost otpora.Kada je matrica golog metala elektrohemijski korodirana, većina zelenih flokulentnih taloženja nastaje na dnu elektrolita.Elektrolitička otopina nije promijenila boju pri elektrolizi obloženog uzorka, što može dokazati postojanje gore navedene kemijske reakcije.
Zbog kratkog vremena namakanja i velikih vanjskih faktora utjecaja, kako bi se dalje dobio tačan odnos promjene elektrohemijskih parametara, analizirane su Tafelove krive od 19 h i 19,5 h.Gustoća struje korozije i otpornost dobijeni pomoću softvera za analizu zsimpwin prikazani su u tabeli 2. Može se otkriti da kada se namaka 19 h, u poređenju sa golom podlogom, gustina struje korozije čistog aluminijuma i kompozitnog premaza glinice koji sadrži nano aditivne materijale je manji, a vrijednost otpora veća.Vrijednost otpornosti keramičkog premaza koji sadrži ugljične nanocijevi i prevlake koja sadrži grafen je gotovo ista, dok je struktura prevlake s ugljičnim nanocijevima i grafenskim kompozitnim materijalima značajno poboljšana, to je zbog sinergijskog efekta jednodimenzionalnih ugljičnih nanocijevi i dvodimenzionalnog grafena. poboljšava otpornost materijala na koroziju.
Sa povećanjem vremena potapanja (19,5 h) raste otpor gole podloge, što ukazuje da je ona u drugoj fazi korozije i na površini podloge se stvara film metal-oksida.Slično, s povećanjem vremena, otpornost čistog aluminijskog keramičkog premaza također se povećava, što ukazuje na to da je u ovom trenutku, iako postoji usporavajući učinak keramičkog premaza, elektrolit prodro u veznu međuprevlaku premaz / matrica i proizveo oksidni film putem hemijske reakcije.
U poređenju sa prevlakom od glinice koja sadrži 0,2% mwnt-cooh-sdbs, premazom od glinice koja sadrži 0,2% grafena i premazom od glinice koja sadrži 0,2% mwnt-cooh-sdbs i 0,2% grafena, otpor premaza se značajno smanjio s vremenom, smanjen za 22,94%, 25,60% i 9,61% respektivno, što ukazuje da elektrolit nije prodro u spoj između premaza i supstrata u ovom trenutku. To je zato što struktura ugljeničnih nanocevi i grafena blokira prodiranje elektrolita prema dole, štiteći na taj način matricu.Sinergijski efekat ova dva je dalje potvrđen.Premaz koji sadrži dva nano materijala ima bolju otpornost na koroziju.
Kroz Tafelovu krivulju i krivulju promjene vrijednosti električne impedanse, utvrđeno je da keramički premaz od glinice sa grafenom, ugljičnim nanocijevima i njihovom mješavinom može poboljšati otpornost metalne matrice na koroziju, a sinergijski učinak to dvoje može dodatno poboljšati koroziju. otpornost ljepljivog keramičkog premaza.Kako bi se dalje istražio učinak nano aditiva na otpornost premaza na koroziju, promatrana je morfologija mikro površine premaza nakon korozije.
Submit
Slika 5 (A1, A2, B1, B2) prikazuje morfologiju površine izložene 304 nehrđajućeg čelika i obložene čiste aluminijske keramike pri različitim uvećanjima nakon korozije.Slika 5 (A2) pokazuje da površina nakon korozije postaje hrapava.Za golu podlogu, nakon potapanja u elektrolit na površini se pojavljuje nekoliko velikih korozivnih jama, što ukazuje da je otpornost na koroziju matrice golog metala loša i da je elektrolit lako prodrijeti u matricu.Za prevlaku od čiste glinice, kao što je prikazano na slici 5 (B2), iako se nakon korozije stvaraju porozni korozijski kanali, relativno gusta struktura i odlična otpornost na koroziju čistog aluminijskog keramičkog premaza učinkovito blokiraju invaziju elektrolita, što objašnjava razlog efektivno poboljšanje impedanse aluminijske keramičke prevlake.
Submit
Morfologija površine mwnt-cooh-sdbs, premazi koji sadrže 0,2% grafena i premazi koji sadrže 0,2% mwnt-cooh-sdbs i 0,2% grafena.Može se vidjeti da dva premaza koji sadrže grafen na slici 6 (B2 i C2) imaju ravnu strukturu, veza između čestica u premazu je čvrsta, a čestice agregata su čvrsto omotane ljepilom.Iako je površina erodirana elektrolitom, formira se manje kanala pora.Nakon korozije, površina premaza je gusta i ima nekoliko defektnih struktura.Za sliku 6 (A1, A2), zbog karakteristika mwnt-cooh-sdbs, premaz prije korozije je jednoliko raspoređena porozna struktura.Nakon korozije, pore originalnog dijela postaju uske i dugačke, a kanal postaje dublji.U poređenju sa slikom 6 (B2, C2), struktura ima više defekata, što je u skladu sa distribucijom veličine vrijednosti impedanse premaza dobivenom ispitivanjem elektrohemijske korozije.To pokazuje da keramički premaz od glinice koji sadrži grafen, posebno mješavina grafena i ugljične nanocijevi, ima najbolju otpornost na koroziju.To je zato što struktura ugljične nanocijevi i grafena može efikasno blokirati difuziju pukotina i zaštititi matricu.
5. Diskusija i rezime
Ispitivanjem otpornosti na koroziju ugljičnih nanocijevi i grafenskih aditiva na aluminijsko-keramičkom premazu i analizom površinske mikrostrukture prevlake dolazi se do sljedećih zaključaka:
(1) Kada je vrijeme korozije bilo 19 h, dodavanjem 0,2% hibridne ugljične nanocijevi + 0,2% grafenskog miješanog materijala aluminij-keramičkog premaza, gustina struje korozije se povećala sa 2,890 × 10-6 A / cm2 na 1,536 × 10-6 A / cm2, električna impedansa je povećana sa 11388 Ω na 28079 Ω, a efikasnost otpornosti na koroziju je najveća, 46,85%.U poređenju sa keramičkim premazom od čistog aluminijuma, kompozitni premaz sa grafenom i ugljeničnim nanocevima ima bolju otpornost na koroziju.
(2) Sa povećanjem vremena uranjanja elektrolita, elektrolit prodire u spojnu površinu premaza/podloge stvarajući film metalnog oksida, koji ometa prodiranje elektrolita u podlogu.Električna impedancija se prvo smanjuje, a zatim povećava, a otpornost na koroziju čistog aluminijskog keramičkog premaza je loša.Struktura i sinergija ugljikovih nanocijevi i grafena blokirali su prodiranje elektrolita prema dolje.Pri namakanju od 19,5 h električna impedansa premaza koji sadrži nano materijale smanjila se za 22,94%, 25,60% i 9,61% respektivno, a otpornost premaza na koroziju je bila dobra.
6. Mehanizam utjecaja otpornosti premaza na koroziju
Kroz Tafelovu krivulju i krivulju promjene vrijednosti električne impedanse, utvrđeno je da keramički premaz od glinice sa grafenom, ugljičnim nanocijevima i njihovom mješavinom može poboljšati otpornost metalne matrice na koroziju, a sinergijski učinak to dvoje može dodatno poboljšati koroziju. otpornost ljepljivog keramičkog premaza.Kako bi se dalje istražio učinak nano aditiva na otpornost premaza na koroziju, promatrana je morfologija mikro površine premaza nakon korozije.
Slika 5 (A1, A2, B1, B2) prikazuje morfologiju površine izložene 304 nehrđajućeg čelika i obložene čiste aluminijske keramike pri različitim uvećanjima nakon korozije.Slika 5 (A2) pokazuje da površina nakon korozije postaje hrapava.Za golu podlogu, nakon potapanja u elektrolit na površini se pojavljuje nekoliko velikih korozivnih jama, što ukazuje da je otpornost na koroziju matrice golog metala loša i da je elektrolit lako prodrijeti u matricu.Za prevlaku od čiste glinice, kao što je prikazano na slici 5 (B2), iako se nakon korozije stvaraju porozni korozijski kanali, relativno gusta struktura i odlična otpornost na koroziju čistog aluminijskog keramičkog premaza učinkovito blokiraju invaziju elektrolita, što objašnjava razlog efektivno poboljšanje impedanse aluminijske keramičke prevlake.
Morfologija površine mwnt-cooh-sdbs, premazi koji sadrže 0,2% grafena i premazi koji sadrže 0,2% mwnt-cooh-sdbs i 0,2% grafena.Može se vidjeti da dva premaza koji sadrže grafen na slici 6 (B2 i C2) imaju ravnu strukturu, veza između čestica u premazu je čvrsta, a čestice agregata su čvrsto omotane ljepilom.Iako je površina erodirana elektrolitom, formira se manje kanala pora.Nakon korozije, površina premaza je gusta i ima nekoliko defektnih struktura.Za sliku 6 (A1, A2), zbog karakteristika mwnt-cooh-sdbs, premaz prije korozije je jednoliko raspoređena porozna struktura.Nakon korozije, pore originalnog dijela postaju uske i dugačke, a kanal postaje dublji.U poređenju sa slikom 6 (B2, C2), struktura ima više defekata, što je u skladu sa distribucijom veličine vrijednosti impedanse premaza dobivenom ispitivanjem elektrohemijske korozije.To pokazuje da keramički premaz od glinice koji sadrži grafen, posebno mješavina grafena i ugljične nanocijevi, ima najbolju otpornost na koroziju.To je zato što struktura ugljične nanocijevi i grafena može efikasno blokirati difuziju pukotina i zaštititi matricu.
7. Diskusija i rezime
Ispitivanjem otpornosti na koroziju ugljičnih nanocijevi i grafenskih aditiva na aluminijsko-keramičkom premazu i analizom površinske mikrostrukture prevlake dolazi se do sljedećih zaključaka:
(1) Kada je vrijeme korozije bilo 19 h, dodavanjem 0,2% hibridne ugljične nanocijevi + 0,2% grafenskog miješanog materijala aluminij-keramičkog premaza, gustina struje korozije se povećala sa 2,890 × 10-6 A / cm2 na 1,536 × 10-6 A / cm2, električna impedansa je povećana sa 11388 Ω na 28079 Ω, a efikasnost otpornosti na koroziju je najveća, 46,85%.U poređenju sa keramičkim premazom od čistog aluminijuma, kompozitni premaz sa grafenom i ugljeničnim nanocevima ima bolju otpornost na koroziju.
(2) Sa povećanjem vremena uranjanja elektrolita, elektrolit prodire u spojnu površinu premaza/podloge stvarajući film metalnog oksida, koji ometa prodiranje elektrolita u podlogu.Električna impedancija se prvo smanjuje, a zatim povećava, a otpornost na koroziju čistog aluminijskog keramičkog premaza je loša.Struktura i sinergija ugljikovih nanocijevi i grafena blokirali su prodiranje elektrolita prema dolje.Pri namakanju od 19,5 h električna impedansa premaza koji sadrži nano materijale smanjila se za 22,94%, 25,60% i 9,61% respektivno, a otpornost premaza na koroziju je bila dobra.
(3) Zbog karakteristika ugljičnih nanocijevi, premaz dodat samo ugljičnim nanocijevi ima ravnomjerno raspoređenu poroznu strukturu prije korozije.Nakon korozije, pore originalnog dijela postaju uske i dugačke, a kanali dublje.Premaz koji sadrži grafen ima ravnu strukturu prije korozije, kombinacija čestica u premazu je bliska, a čestice agregata su čvrsto omotane ljepilom.Iako je površina nakon korozije erodirana elektrolitom, postoji nekoliko kanala pora i struktura je još uvijek gusta.Struktura ugljeničnih nanocevi i grafena može efikasno blokirati širenje pukotina i zaštititi matricu.
Vrijeme objave: Mar-09-2022