banner

Ulikan ngeunaan résistansi korosi tina graphene / karbon nanotube bertulang alumina palapis keramik

1. Persiapan palapis
Pikeun ngagampangkeun tés éléktrokimia engké, 30mm dipilih × 4 mm 304 stainless steel salaku dasarna.Polandia jeung cabut lapisan oksida residual jeung bintik karat dina beungeut substrat jeung sandpaper, nunda kana beaker ngandung acetone, ngubaran noda dina beungeut substrat jeung bg-06c ultrasonic cleaner pausahaan éléktronika Bangjie pikeun 20min, piceun. lebu ngagem dina beungeut substrat logam jeung alkohol jeung cai sulingan, sarta garing aranjeunna kalayan blower a.Saterusna, alumina (Al2O3), graphene jeung nanotube karbon hibrid (mwnt-coohsdbs) disiapkeun dina proporsi (100: 0: 0, 99,8: 0,2: 0, 99,8: 0: 0,2, 99,6: 0,2: 0,2), sarta nempatkeun kana a ball mill (qm-3sp2 of Nanjing NANDA instrumen pabrik) pikeun ball panggilingan sarta Pergaulan.Laju puteran ball mill disetel ka 220 R / mnt, sarta ball mill dihurungkeun ka

Saatos panggilingan bola, set speed rotasi tank panggilingan bola jadi 1/2 ganti sanggeus panggilingan bola geus réngsé, tur nyetel speed rotasi tank panggilingan bola janten 1/2 ganti sanggeus panggilingan bola geus réngsé.Bal giling agrégat keramik jeung binder dicampurkeun merata nurutkeun fraksi massa 1,0 ∶ 0,8.Tungtungna, palapis keramik napel dicandak ku prosés curing.

2. Uji korosi
Dina ulikan ieu, test korosi éléktrokimia adopts Shanghai Chenhua chi660e workstation éléktrokimia, sarta tés adopts sistem test tilu éléktroda.Éléktroda platinum nyaéta éléktroda bantu, pérak pérak klorida éléktroda nyaéta éléktroda rujukan, sareng sampel anu dilapis nyaéta éléktroda anu tiasa dianggo, kalayan aréa paparan anu efektif 1cm2.Sambungkeun éléktroda rujukan, éléktroda gawé jeung éléktroda bantu dina sél éléktrolitik jeung alat, ditémbongkeun saperti dina Gambar 1 jeung 2. Sateuacan test, soak sampel dina éléktrolit, nu 3,5% leyuran NaCl.

3. Analisis Tafel korosi éléktrokimia of coatings
Gambar 3 nembongkeun kurva Tafel substrat uncoated na palapis keramik coated kalawan aditif nano béda sanggeus korosi éléktrokimia pikeun 19h.Tegangan korosi, dénsitas arus korosi sareng data uji impedansi listrik anu dicandak tina uji korosi éléktrokimia dipidangkeun dina Tabel 1.

Kirimkeun
Nalika dénsitas arus korosi langkung alit sareng efisiensi résistansi korosi langkung luhur, pangaruh résistansi korosi palapis langkung saé.Ieu tiasa katingal tina Gambar 3 sareng tabel 1 yén nalika waktos korosi nyaéta 19h, tegangan korosi maksimum matriks logam bulistir nyaéta -0,680 V, sareng dénsitas arus korosi matriks ogé panggedéna, ngahontal 2,890 × 10-6 A /cm2 。 Nalika dilapis ku palapis keramik alumina murni, dénsitas arus korosi turun ka 78% sareng pe 22,01%.Éta nunjukkeun yén palapis keramik maénkeun peran pelindung anu langkung saé sareng tiasa ningkatkeun résistansi korosi palapis dina éléktrolit nétral.

Nalika 0,2% mwnt-cooh-sdbs atanapi 0,2% graphene ieu ditambahkeun kana palapis nu, dénsitas arus korosi turun, résistansi ngaronjat, sarta lalawanan korosi tina palapis ieu salajengna ningkat, kalawan PE 38,48% na 40,10% mungguh.Nalika permukaanna dilapis ku 0.2% mwnt-cooh-sdbs sareng 0.2% lapisan alumina campuran graphene, arus korosi dikirangan salajengna tina 2.890 × 10-6 A / cm2 turun ka 1.536 × 10-6 A / cm2, résistansi maksimal. nilai, ngaronjat tina 11388 Ω ka 28079 Ω, sarta pe palapis nu bisa ngahontal 46,85%.Éta nunjukkeun yén produk target anu disiapkeun ngagaduhan résistansi korosi anu saé, sareng pangaruh sinergis tina nanotube karbon sareng graphene sacara efektif tiasa ningkatkeun résistansi korosi palapis keramik.

4. Pangaruh waktu soaking on impedansi palapis
Dina raraga salajengna ngajajah résistansi korosi palapis nu, tempo pangaruh waktu immersion tina sampel dina éléktrolit dina test, kurva robah tina lalawanan tina opat coatings dina waktos immersion béda dicandak, ditémbongkeun saperti dina Gambar. 4.

Kirimkeun
Dina tahap awal immersion (10 h), alatan kapadetan alus sarta struktur palapis nu, éléktrolit hésé neuleumkeun kana palapis nu.Dina waktu ieu, palapis keramik nembongkeun lalawanan tinggi.Saatos soaking pikeun sababaraha waktos, résistansi turun sacara signifikan, sabab ku waktosna, éléktrolit laun-laun ngabentuk saluran korosi ngaliwatan pori-pori sareng retakan dina palapis sareng nembus kana matriks, nyababkeun résistansi anu signifikan. palapis nu.

Dina tahap kadua, nalika produk korosi naek kana jumlah nu tangtu, difusi diblokir sarta celah ieu saeutik demi saeutik diblokir.Dina waktu nu sarua, nalika éléktrolit penetrates kana panganteur beungkeutan tina beungkeutan lapisan handap / matrix, molekul cai bakal meta jeung unsur Fe dina matrix dina palapis / matrix simpang pikeun ngahasilkeun film oksida logam ipis, nu ngahalangan penetrasi éléktrolit kana matrix sarta ngaronjatkeun nilai lalawanan.Nalika matrix logam bulistir ieu electrochemically corroded, lolobana présipitasi flocculent héjo dihasilkeun dina handapeun éléktrolit nu.Solusi éléktrolitik teu robah warna nalika electrolyzing sampel coated, nu bisa ngabuktikeun ayana réaksi kimiawi di luhur.

Kusabab waktos soaking pondok sareng faktor pangaruh éksternal anu ageung, supados langkung kéngingkeun hubungan parobahan akurat parameter éléktrokimia, kurva Tafel 19 jam sareng 19,5 jam dianalisis.Kapadetan arus korosi jeung lalawanan diala ku software analisis zsimpwin ditémbongkeun dina Table 2. Ieu bisa kapanggih yén nalika soaked pikeun 19 h, dibandingkeun jeung substrat bulistir, dénsitas arus korosi tina alumina murni sarta palapis komposit alumina ngandung bahan aditif nano. leuwih leutik sarta nilai lalawanan leuwih badag.Nilai lalawanan palapis keramik ngandung nanotube karbon jeung palapis ngandung graphene ampir sarua, sedengkeun struktur palapis jeung nanotube karbon jeung bahan komposit graphene ieu nyata ditingkatkeun, Ieu alatan pangaruh sinergis nanotubes karbon hiji diménsi jeung graphene dua diménsi. ngaronjatkeun résistansi korosi tina bahan.

Kalayan kanaékan waktos immersion (19,5 h), résistansi substrat bulistir ningkat, nunjukkeun yén éta aya dina tahap kadua korosi sareng film oksida logam dihasilkeun dina permukaan substrat.Nya kitu, kalawan kanaékan waktu, résistansi palapis keramik alumina murni ogé naek, nunjukkeun yén dina waktu ieu, sanajan aya pangaruh slowing palapis keramik, éléktrolit geus tembus antarbeungeut beungkeutan palapis / matrix, sarta dihasilkeun pilem oksida. ngaliwatan réaksi kimiawi.
Dibandingkeun sareng palapis alumina anu ngandung 0.2% mwnt-cooh-sdbs, palapis alumina anu ngandung 0.2% graphene sareng palapis alumina anu ngandung 0.2% mwnt-cooh-sdbs sareng 0.2% graphene, résistansi palapis turun sacara signifikan kalayan paningkatan waktos, turun. ku 22,94%, 25,60% sareng 9,61% masing-masing, nunjukkeun yén éléktrolit henteu nembus kana gabungan antara palapis sareng substrat dina waktos ayeuna, Ieu kusabab struktur nanotube karbon sareng graphene ngahalangan penetrasi éléktrolit ka handap, sahingga ngajaga matriks.Pangaruh sinergis tina dua ieu salajengna diverifikasi.Lapisan anu ngandung dua bahan nano ngagaduhan résistansi korosi anu langkung saé.

Ngaliwatan kurva Tafel jeung kurva robah tina nilai impedansi listrik, éta kapanggih yén palapis keramik alumina kalawan graphene, nanotube karbon jeung campuran maranéhna bisa ningkatkeun daya tahan korosi tina matrix logam, sarta pangaruh sinergis tina dua salajengna bisa ningkatkeun korosi. lalawanan palapis keramik napel.Pikeun langkung ngajalajah pangaruh aditif nano dina résistansi korosi palapis, morfologi permukaan mikro tina palapis saatos korosi diperhatoskeun.

Kirimkeun

angka 5 (A1, A2, B1, B2) nembongkeun morfologi permukaan kakeunaan 304 stainless steel sarta coated keramik alumina murni dina magnification béda sanggeus korosi.Gambar 5 (A2) nunjukkeun yén permukaan saatos korosi janten kasar.Pikeun substrat bulistir, sababaraha liang korosi badag muncul dina beungeut cai sanggeus immersion dina éléktrolit, nunjukkeun yén résistansi korosi tina matrix logam bulistir goréng jeung éléktrolit gampang tembus kana matrix nu.Pikeun palapis keramik alumina murni, sakumaha ditémbongkeun dina Gambar 5 (B2), sanajan saluran korosi porous dihasilkeun sanggeus korosi, struktur rélatif padet jeung résistansi korosi alus teuing tina palapis keramik alumina murni éféktif meungpeuk invasi éléktrolit, nu ngajelaskeun alesan pikeun pamutahiran éféktif tina impedansi palapis keramik alumina.

Kirimkeun

Morfologi permukaan mwnt-cooh-sdbs, coatings ngandung 0,2% graphene jeung coatings ngandung 0,2% mwnt-cooh-sdbs jeung 0,2% graphene.Ieu bisa ditempo yén dua coatings ngandung graphene dina Gambar 6 (B2 jeung C2) boga struktur datar, beungkeutan antara partikel dina lapisan nu ketat, sarta partikel agrégat dibungkus pageuh ku napel.Sanajan beungeutna eroded ku éléktrolit, saluran pori kirang kabentuk.Saatos korosi, permukaan palapis padet sareng aya sababaraha struktur cacad.Pikeun Gambar 6 (A1, A2), kusabab karakteristik mwnt-cooh-sdbs, palapis sateuacan korosi mangrupikeun struktur porous anu disebarkeun seragam.Saatos korosi, pori-pori bagian aslina janten sempit sareng panjang, sareng saluranna janten langkung jero.Dibandingkeun sareng Gambar 6 (B2, C2), strukturna ngagaduhan langkung seueur cacad, anu konsisten sareng distribusi ukuran nilai impedansi palapis anu dicandak tina uji korosi éléktrokimia.Éta nunjukkeun yén palapis keramik alumina anu ngandung graphene, khususna campuran graphene sareng nanotube karbon, ngagaduhan résistansi korosi pangsaéna.Ieu kusabab struktur nanotube karbon sareng graphene sacara efektif tiasa meungpeuk difusi retakan sareng ngajagi matriks.

5. Sawala jeung ringkesan
Ngaliwatan uji résistansi korosi tina nanotube karbon sareng aditif graphene dina palapis keramik alumina sareng analisa struktur mikro permukaan palapis, kasimpulan ieu digambar:

(1) Nalika waktos korosi éta 19 h, nambahkeun 0.2% nanotube karbon hibrid + 0.2% graphene dicampur bahan alumina palapis keramik, dénsitas arus korosi ngaronjat tina 2.890 × 10-6 A / cm2 turun ka 1.536 × 10-6 A / cm2, impedansi listrik naék tina 11388 Ω ka 28079 Ω, sareng efisiensi résistansi korosi anu panggedéna, 46,85%.Dibandingkeun sareng palapis keramik alumina murni, palapis komposit sareng graphene sareng nanotube karbon ngagaduhan résistansi korosi anu langkung saé.

(2) Jeung kanaékan waktu immersion éléktrolit, éléktrolit penetrates kana beungeut gabungan tina palapis / substrat pikeun ngahasilkeun pilem oksida logam, nu hinders penetrasi éléktrolit kana substrat.The impedansi listrik mimiti nurun lajeng naek, sarta lalawanan korosi palapis keramik alumina murni goréng.Struktur jeung sinergi nanotube karbon jeung graphene diblokir penetrasi handap éléktrolit.Nalika direndam salami 19,5 jam, impedansi listrik tina palapis anu ngandung bahan nano turun masing-masing ku 22,94%, 25,60% sareng 9,61%, sareng résistansi korosi palapis éta saé.

6. Pangaruh mékanisme lalawanan korosi palapis
Ngaliwatan kurva Tafel jeung kurva robah tina nilai impedansi listrik, éta kapanggih yén palapis keramik alumina kalawan graphene, nanotube karbon jeung campuran maranéhna bisa ningkatkeun daya tahan korosi tina matrix logam, sarta pangaruh sinergis tina dua salajengna bisa ningkatkeun korosi. lalawanan palapis keramik napel.Pikeun langkung ngajalajah pangaruh aditif nano dina résistansi korosi palapis, morfologi permukaan mikro tina palapis saatos korosi diperhatoskeun.

angka 5 (A1, A2, B1, B2) nembongkeun morfologi permukaan kakeunaan 304 stainless steel sarta coated keramik alumina murni dina magnification béda sanggeus korosi.Gambar 5 (A2) nunjukkeun yén permukaan saatos korosi janten kasar.Pikeun substrat bulistir, sababaraha liang korosi badag muncul dina beungeut cai sanggeus immersion dina éléktrolit, nunjukkeun yén résistansi korosi tina matrix logam bulistir goréng jeung éléktrolit gampang tembus kana matrix nu.Pikeun palapis keramik alumina murni, sakumaha ditémbongkeun dina Gambar 5 (B2), sanajan saluran korosi porous dihasilkeun sanggeus korosi, struktur rélatif padet jeung résistansi korosi alus teuing tina palapis keramik alumina murni éféktif meungpeuk invasi éléktrolit, nu ngajelaskeun alesan pikeun pamutahiran éféktif tina impedansi palapis keramik alumina.

Morfologi permukaan mwnt-cooh-sdbs, coatings ngandung 0,2% graphene jeung coatings ngandung 0,2% mwnt-cooh-sdbs jeung 0,2% graphene.Ieu bisa ditempo yén dua coatings ngandung graphene dina Gambar 6 (B2 jeung C2) boga struktur datar, beungkeutan antara partikel dina lapisan nu ketat, sarta partikel agrégat dibungkus pageuh ku napel.Sanajan beungeutna eroded ku éléktrolit, saluran pori kirang kabentuk.Saatos korosi, permukaan palapis padet sareng aya sababaraha struktur cacad.Pikeun Gambar 6 (A1, A2), kusabab karakteristik mwnt-cooh-sdbs, palapis sateuacan korosi mangrupikeun struktur porous anu disebarkeun seragam.Saatos korosi, pori-pori bagian aslina janten sempit sareng panjang, sareng saluranna janten langkung jero.Dibandingkeun sareng Gambar 6 (B2, C2), strukturna ngagaduhan langkung seueur cacad, anu konsisten sareng distribusi ukuran nilai impedansi palapis anu dicandak tina uji korosi éléktrokimia.Éta nunjukkeun yén palapis keramik alumina anu ngandung graphene, khususna campuran graphene sareng nanotube karbon, ngagaduhan résistansi korosi pangsaéna.Ieu kusabab struktur nanotube karbon sareng graphene sacara efektif tiasa meungpeuk difusi retakan sareng ngajagi matriks.

7. Sawala jeung ringkesan
Ngaliwatan uji résistansi korosi tina nanotube karbon sareng aditif graphene dina palapis keramik alumina sareng analisa struktur mikro permukaan palapis, kasimpulan ieu digambar:

(1) Nalika waktos korosi éta 19 h, nambahkeun 0.2% nanotube karbon hibrid + 0.2% graphene dicampur bahan alumina palapis keramik, dénsitas arus korosi ngaronjat tina 2.890 × 10-6 A / cm2 turun ka 1.536 × 10-6 A / cm2, impedansi listrik naék tina 11388 Ω ka 28079 Ω, sareng efisiensi résistansi korosi anu panggedéna, 46,85%.Dibandingkeun sareng palapis keramik alumina murni, palapis komposit sareng graphene sareng nanotube karbon ngagaduhan résistansi korosi anu langkung saé.

(2) Jeung kanaékan waktu immersion éléktrolit, éléktrolit penetrates kana beungeut gabungan tina palapis / substrat pikeun ngahasilkeun pilem oksida logam, nu hinders penetrasi éléktrolit kana substrat.The impedansi listrik mimiti nurun lajeng naek, sarta lalawanan korosi palapis keramik alumina murni goréng.Struktur jeung sinergi nanotube karbon jeung graphene diblokir penetrasi handap éléktrolit.Nalika direndam salami 19,5 jam, impedansi listrik tina palapis anu ngandung bahan nano turun masing-masing ku 22,94%, 25,60% sareng 9,61%, sareng résistansi korosi palapis éta saé.

(3) Kusabab karakteristik nanotube karbon, palapis anu ditambahan ku nanotube karbon nyalira gaduh struktur porous anu disebarkeun seragam sateuacan korosi.Saatos korosi, pori-pori bagian aslina janten sempit tur panjang, sarta saluran jadi deeper.Lapisan anu ngandung graphene ngagaduhan struktur datar sateuacan korosi, kombinasi antara partikel dina lapisan caket, sareng partikel agrégat dibungkus pageuh ku napel.Sanaos permukaanna eroded ku éléktrolit saatos korosi, aya sababaraha saluran pori sareng strukturna masih padet.Struktur nanotube karbon sareng graphene sacara efektif tiasa meungpeuk rambatan retakan sareng ngajagi matriks.


waktos pos: Mar-09-2022