1. Paratoi cotio
Er mwyn hwyluso'r prawf electrocemegol diweddarach, dewisir 30mm × 4 mm 304 dur gwrthstaen fel y sylfaen. Pwyleg a thynnwch yr haen ocsid gweddilliol a smotiau rhwd ar wyneb y swbstrad gyda phapur tywod, eu rhoi mewn bicer sy'n cynnwys aseton, trin y staeniau ar wyneb y swbstrad gyda BG-06C Ultrasonic Cleaner Glanhawr Ultrasonic Cwmni Electroneg Bangjie am 20 munud, ei dynnu, Y malurion gwisgo ar wyneb y swbstrad metel gydag alcohol a dŵr distyll, a'u sychu â chwythwr. Yna, paratowyd alwmina (Al2O3), graphene a nanotube carbon hybrid (MWNT-COOHSDBs) yn gymesur (100: 0: 0, 99.8: 0.2: 0, 99.8: 0: 0: 0.2, 99.6: 0.2: 0.2), a'u rhoi i mewn Melin bêl (QM-3SP2 o ffatri offeryn NANJING NANDA) ar gyfer melino a chymysgu pêl. Gosodwyd cyflymder cylchdroi'r felin bêl i 220 r / min, a throdd y felin bêl
Ar ôl melino pêl, gosodwch gyflymder cylchdroi'r tanc melino pêl i fod yn 1/2 bob yn ail ar ôl i'r melino pêl gael ei gwblhau, a gosod cyflymder cylchdroi'r tanc melino pêl i fod yn 1/2 bob yn ail ar ôl i'r melino pêl gael ei gwblhau. Mae'r agregau cerameg wedi'i falu a'r rhwymwr yn cael eu cymysgu'n gyfartal yn ôl y ffracsiwn màs o 1.0 ∶ 0.8. Yn olaf, cafwyd y cotio cerameg gludiog trwy'r broses halltu.
2. Prawf Cyrydiad
Yn yr astudiaeth hon, mae'r prawf cyrydiad electrocemegol yn mabwysiadu gweithfan electrocemegol Shanghai Chenhua Chi660E, ac mae'r prawf yn mabwysiadu system brawf tri electrod. Yr electrod platinwm yw'r electrod ategol, yr electrod clorid arian arian yw'r electrod cyfeirio, a'r sampl wedi'i orchuddio yw'r electrod gweithio, gydag ardal amlygiad effeithiol o 1cm2. Cysylltwch yr electrod cyfeirio, electrod gweithio ac electrod ategol yn y gell electrolytig â'r offeryn, fel y dangosir yn Ffigurau 1 a 2. Cyn y prawf, socian y sampl yn yr electrolyt, sef 3.5% toddiant NaCl.
3. Dadansoddiad Tafel o gyrydiad electrocemegol haenau
Mae Ffig. 3 yn dangos cromlin Tafel swbstrad heb ei orchuddio a gorchudd cerameg wedi'i orchuddio â gwahanol ychwanegion nano ar ôl cyrydiad electrocemegol ar gyfer 19h. Dangosir y foltedd cyrydiad, dwysedd cerrynt cyrydiad a data prawf rhwystriant trydanol a gafwyd o brawf cyrydiad electrocemegol yn Nhabl 1.
Chyflwynem
Pan fydd y dwysedd cerrynt cyrydiad yn llai a bod yr effeithlonrwydd ymwrthedd cyrydiad yn uwch, mae effaith ymwrthedd cyrydiad y cotio yn well. Gellir gweld o Ffigur 3 a Tabl 1, pan fydd yr amser cyrydiad yn 19h, mai foltedd cyrydiad uchaf matrics metel noeth yw -0.680 V, a dwysedd cerrynt cyrydiad y matrics hefyd yw'r mwyaf, gan gyrraedd 2.890 × 10-6 y /cm2。 Wrth ei orchuddio â gorchudd cerameg alwmina pur, gostyngodd y dwysedd cerrynt cyrydiad i 78% ac roedd AG 22.01%. Mae'n dangos bod y cotio cerameg yn chwarae gwell rôl amddiffynnol ac y gall wella ymwrthedd cyrydiad y cotio mewn electrolyt niwtral.
Pan ychwanegwyd 0.2% MWNT-COOH-SDBs neu 0.2% graphene at y cotio, gostyngodd y dwysedd cerrynt cyrydiad, cynyddodd y gwrthiant, a gwellwyd ymwrthedd cyrydiad y cotio ymhellach, gydag AG o 38.48% a 40.10% yn y drefn honno. Pan fydd yr wyneb wedi'i orchuddio â 0.2% MWNT-COOH-SDBs a gorchudd alwmina cymysg graphene 0.2%, mae'r cerrynt cyrydiad yn cael ei leihau ymhellach o 2.890 × 10-6 A / cm2 i lawr i 1.536 × 10-6 a / cm2, yr uchafswm gwrthiant, yr uchafswm gwerth, cynyddu o 11388 Ω i 28079 Ω, a gall AG y cotio gyrraedd 46.85%. Mae'n dangos bod gan y cynnyrch targed a baratowyd wrthwynebiad cyrydiad da, a gall effaith synergaidd nanotiwbiau carbon a graphene wella ymwrthedd cyrydiad cotio cerameg yn effeithiol.
4. Effaith amser socian ar rwystr cotio
Er mwyn archwilio ymwrthedd cyrydiad y cotio ymhellach, gan ystyried dylanwad amser trochi'r sampl yn yr electrolyt ar y prawf, ceir cromliniau newid gwrthiant y pedwar haen ar wahanol amser trochi, fel y dangosir yn y ffigur 4.
Chyflwynem
Yn ystod cam cychwynnol y trochi (10 h), oherwydd dwysedd a strwythur da'r cotio, mae'r electrolyt yn anodd ymgolli yn y cotio. Ar yr adeg hon, mae'r cotio cerameg yn dangos gwrthiant uchel. Ar ôl socian am gyfnod o amser, mae'r gwrthiant yn gostwng yn sylweddol, oherwydd gyda threigl amser, mae'r electrolyt yn ffurfio sianel cyrydiad yn raddol trwy'r pores a'r craciau yn y cotio ac yn treiddio i'r matrics, gan arwain at ostyngiad sylweddol yn y gwrthiant y cotio.
Yn yr ail gam, pan fydd y cynhyrchion cyrydiad yn cynyddu i swm penodol, mae'r trylediad wedi'i rwystro ac mae'r bwlch yn cael ei rwystro'n raddol. Ar yr un pryd, pan fydd yr electrolyt yn treiddio i ryngwyneb bondio'r haen / matrics gwaelod bondio, bydd y moleciwlau dŵr yn ymateb gyda'r elfen Fe yn y matrics wrth y gyffordd cotio / matrics i gynhyrchu ffilm ocsid metel tenau, sy'n rhwystro'r rhai treiddiad yr electrolyt i'r matrics ac yn cynyddu'r gwerth gwrthiant. Pan fydd y matrics metel noeth wedi'i gyrydu'n electrocemegol, cynhyrchir y rhan fwyaf o'r dyodiad fflocwlent gwyrdd ar waelod yr electrolyt. Ni newidiodd yr hydoddiant electrolytig liw wrth electrolyzing y sampl wedi'i orchuddio, a all brofi bodolaeth yr adwaith cemegol uchod.
Oherwydd yr amser socian byr a ffactorau dylanwad allanol mawr, er mwyn cael ymhellach berthynas newid cywir paramedrau electrocemegol, dadansoddir cromliniau TAFEL 19 h a 19.5 h. Dangosir y dwysedd a'r gwrthiant cerrynt cyrydiad a gafwyd gan feddalwedd dadansoddi zsimpwin yn Nhabl 2. Gellir darganfod pan fyddant yn cael eu socian am 19 h, o'i gymharu â'r swbstrad noeth, bod dwysedd cerrynt cyrydiad alwmina pur a gorchudd cyfansawdd alwmina sy'n cynnwys deunyddiau ychwanegyn nano yn ychwanegyn nano llai ac mae'r gwerth gwrthiant yn fwy. Mae gwerth gwrthiant cotio cerameg sy'n cynnwys nanotiwbiau carbon a gorchudd sy'n cynnwys graphene bron yr un fath, tra bod y strwythur cotio â nanotiwbiau carbon a deunyddiau cyfansawdd graphene yn cael ei wella'n sylweddol, mae hyn oherwydd bod effaith synergaidd nanotiwbiau carbon un dimensiwn a grapene dau-ddimensiwn yn gwella ymwrthedd cyrydiad y deunydd.
Gyda'r cynnydd yn yr amser trochi (19.5 h), mae gwrthiant swbstrad noeth yn cynyddu, gan nodi ei fod yn ail gam cyrydiad a chynhyrchir ffilm ocsid metel ar wyneb swbstrad. Yn yr un modd, gyda chynnydd yr amser, mae gwrthiant cotio cerameg alwmina pur hefyd yn cynyddu, gan nodi, er bod effaith arafu cotio cerameg ar hyn o bryd, bod yr electrolyt wedi treiddio i ryngwyneb bondio cotio / matrics, a chynhyrchu ffilm ocsid trwy adwaith cemegol.
O'i gymharu â'r cotio alwmina sy'n cynnwys 0.2% Mwnt-COOH-SDBs, y gorchudd alwmina sy'n cynnwys graphene 0.2% a'r cotio alwmina sy'n cynnwys 0.2% MWNT-COOH-SDBs a 0.2% graphene, gostyngodd y gwrthiant cotio yn sylweddol gyda'r cynnydd mewn amser, yn lleihau gan 22.94%, 25.60% a 9.61% yn y drefn honno, gan nodi nad oedd yr electrolyt Treiddiwch i'r cymal rhwng y cotio a'r swbstrad ar yr adeg hon, mae hyn oherwydd bod strwythur nanotiwbiau carbon a graphene yn blocio treiddiad electrolyt i lawr, gan amddiffyn y matrics. Mae effaith synergaidd y ddau yn cael ei gwirio ymhellach. Mae gan y cotio sy'n cynnwys dau ddeunydd nano well ymwrthedd cyrydiad.
Trwy gromlin Tafel a chromlin newid gwerth rhwystriant trydanol, darganfyddir y gall y gorchudd cerameg alwmina â graphene, nanotiwbiau carbon a'u cymysgedd wella ymwrthedd cyrydiad matrics metel, a gall effaith synergaidd y ddau wella ymhellach y cyrydiad ymhellach ymhellach Gwrthiant cotio cerameg gludiog. Er mwyn archwilio ymhellach effaith ychwanegion nano ar wrthwynebiad cyrydiad y cotio, gwelwyd morffoleg micro arwyneb y cotio ar ôl cyrydiad.
Chyflwynem
Mae Ffigur 5 (A1, A2, B1, B2) yn dangos morffoleg wyneb dur gwrthstaen 304 agored a cherameg alwmina pur wedi'i orchuddio ar chwyddhad gwahanol ar ôl cyrydiad. Mae Ffigur 5 (A2) yn dangos bod yr wyneb ar ôl cyrydiad yn mynd yn arw. Ar gyfer y swbstrad noeth, mae sawl pwll cyrydiad mawr yn ymddangos ar yr wyneb ar ôl trochi mewn electrolyt, gan nodi bod ymwrthedd cyrydiad y matrics metel noeth yn wael a bod yr electrolyt yn hawdd ei dreiddio i'r matrics. For pure alumina ceramic coating, as shown in Figure 5 (B2), although porous corrosion channels are generated after corrosion, the relatively dense structure and excellent corrosion resistance of pure alumina ceramic coating effectively block the invasion of electrolyte, which explains the reason for the Gwella rhwystriant cotio cerameg alwmina yn effeithiol.
Chyflwynem
Morffoleg arwyneb MWNT-COOH-SDBs, haenau sy'n cynnwys 0.2% graphene a haenau sy'n cynnwys 0.2% MWNT-COOH-SDBs a 0.2% graphene. Gellir gweld bod gan y ddau haen sy'n cynnwys graphene yn Ffigur 6 (B2 a C2) strwythur gwastad, mae'r rhwymiad rhwng gronynnau yn y cotio yn dynn, ac mae'r gronynnau agregau yn cael eu lapio'n dynn gan glud. Er bod yr wyneb wedi'i erydu gan electrolyt, mae llai o sianeli pore yn cael eu ffurfio. Ar ôl cyrydiad, mae'r wyneb cotio yn drwchus ac nid oes llawer o strwythurau nam. Ar gyfer Ffigur 6 (A1, A2), oherwydd nodweddion MWNT-COOH-SDBs, mae'r gorchudd cyn cyrydiad yn strwythur hydraidd wedi'i ddosbarthu'n unffurf. Ar ôl cyrydiad, mae pores y rhan wreiddiol yn dod yn gul ac yn hir, ac mae'r sianel yn dod yn ddyfnach. O'i gymharu â Ffigur 6 (B2, C2), mae gan y strwythur fwy o ddiffygion, sy'n gyson â dosbarthiad maint gwerth rhwystriant cotio a gafwyd o brawf cyrydiad electrocemegol. Mae'n dangos mai'r cotio cerameg alwmina sy'n cynnwys graphene, yn enwedig y gymysgedd o graphene a nanotube carbon, sydd â'r ymwrthedd cyrydiad gorau. Mae hyn oherwydd y gall strwythur carbon nanotube a graphene rwystro'r trylediad crac yn effeithiol ac amddiffyn y matrics.
5. Trafodaeth a Chrynodeb
Trwy brawf gwrthiant cyrydiad nanotiwbiau carbon ac ychwanegion graphene ar orchudd cerameg alwmina a dadansoddi microstrwythur wyneb y cotio, tynnir y casgliadau canlynol:
(1) Pan oedd yr amser cyrydiad yn 19 h, gan ychwanegu 0anotube carbon hybrid +2% + 0.2% Gorchudd Cerameg Alumina Deunydd Cymysg Graphene, cynyddodd y dwysedd cerrynt cyrydiad o 2.890 × 10-6 A / cm2 i lawr i 1.536 × 10-6 a / / / / / cm2, cynyddir y rhwystriant trydanol o 11388 Ω i 28079 Ω, a'r cyrydiad Effeithlonrwydd gwrthsefyll yw'r mwyaf, 46.85%. O'i gymharu â gorchudd cerameg alwmina pur, mae gan y gorchudd cyfansawdd â graphene a nanotiwbiau carbon well ymwrthedd cyrydiad.
(2) Gyda'r cynnydd yn amser trochi electrolyt, mae'r electrolyt yn treiddio i arwyneb ar y cyd cotio / swbstrad i gynhyrchu ffilm ocsid metel, sy'n rhwystro treiddiad electrolyt i'r swbstrad. Mae'r rhwystriant trydanol yn gostwng yn gyntaf ac yna'n cynyddu, ac mae ymwrthedd cyrydiad cotio cerameg alwmina pur yn wael. Fe wnaeth strwythur a synergedd nanotiwbiau carbon a graphene rwystro treiddiad i lawr electrolyt. Pan gafodd ei socian am 19.5 h, gostyngodd rhwystriant trydanol y cotio sy'n cynnwys deunyddiau nano 22.94%, 25.60% a 9.61% yn y drefn honno, ac roedd ymwrthedd cyrydiad y cotio yn dda.
6. Dylanwadu Mecanwaith Gwrthiant Cyrydiad Gorchudd
Trwy gromlin Tafel a chromlin newid gwerth rhwystriant trydanol, darganfyddir y gall y gorchudd cerameg alwmina â graphene, nanotiwbiau carbon a'u cymysgedd wella ymwrthedd cyrydiad matrics metel, a gall effaith synergaidd y ddau wella ymhellach y cyrydiad ymhellach ymhellach Gwrthiant cotio cerameg gludiog. Er mwyn archwilio ymhellach effaith ychwanegion nano ar wrthwynebiad cyrydiad y cotio, gwelwyd morffoleg micro arwyneb y cotio ar ôl cyrydiad.
Mae Ffigur 5 (A1, A2, B1, B2) yn dangos morffoleg wyneb dur gwrthstaen 304 agored a cherameg alwmina pur wedi'i orchuddio ar chwyddhad gwahanol ar ôl cyrydiad. Mae Ffigur 5 (A2) yn dangos bod yr wyneb ar ôl cyrydiad yn mynd yn arw. Ar gyfer y swbstrad noeth, mae sawl pwll cyrydiad mawr yn ymddangos ar yr wyneb ar ôl trochi mewn electrolyt, gan nodi bod ymwrthedd cyrydiad y matrics metel noeth yn wael a bod yr electrolyt yn hawdd ei dreiddio i'r matrics. For pure alumina ceramic coating, as shown in Figure 5 (B2), although porous corrosion channels are generated after corrosion, the relatively dense structure and excellent corrosion resistance of pure alumina ceramic coating effectively block the invasion of electrolyte, which explains the reason for the Gwella rhwystriant cotio cerameg alwmina yn effeithiol.
Morffoleg arwyneb MWNT-COOH-SDBs, haenau sy'n cynnwys 0.2% graphene a haenau sy'n cynnwys 0.2% MWNT-COOH-SDBs a 0.2% graphene. Gellir gweld bod gan y ddau haen sy'n cynnwys graphene yn Ffigur 6 (B2 a C2) strwythur gwastad, mae'r rhwymiad rhwng gronynnau yn y cotio yn dynn, ac mae'r gronynnau agregau yn cael eu lapio'n dynn gan glud. Er bod yr wyneb wedi'i erydu gan electrolyt, mae llai o sianeli pore yn cael eu ffurfio. Ar ôl cyrydiad, mae'r wyneb cotio yn drwchus ac nid oes llawer o strwythurau nam. Ar gyfer Ffigur 6 (A1, A2), oherwydd nodweddion MWNT-COOH-SDBs, mae'r gorchudd cyn cyrydiad yn strwythur hydraidd wedi'i ddosbarthu'n unffurf. Ar ôl cyrydiad, mae pores y rhan wreiddiol yn dod yn gul ac yn hir, ac mae'r sianel yn dod yn ddyfnach. O'i gymharu â Ffigur 6 (B2, C2), mae gan y strwythur fwy o ddiffygion, sy'n gyson â dosbarthiad maint gwerth rhwystriant cotio a gafwyd o brawf cyrydiad electrocemegol. Mae'n dangos mai'r cotio cerameg alwmina sy'n cynnwys graphene, yn enwedig y gymysgedd o graphene a nanotube carbon, sydd â'r ymwrthedd cyrydiad gorau. Mae hyn oherwydd y gall strwythur carbon nanotube a graphene rwystro'r trylediad crac yn effeithiol ac amddiffyn y matrics.
7. Trafodaeth a Chrynodeb
Trwy brawf gwrthiant cyrydiad nanotiwbiau carbon ac ychwanegion graphene ar orchudd cerameg alwmina a dadansoddi microstrwythur wyneb y cotio, tynnir y casgliadau canlynol:
(1) Pan oedd yr amser cyrydiad yn 19 h, gan ychwanegu 0anotube carbon hybrid +2% + 0.2% Gorchudd Cerameg Alumina Deunydd Cymysg Graphene, cynyddodd y dwysedd cerrynt cyrydiad o 2.890 × 10-6 A / cm2 i lawr i 1.536 × 10-6 a / / / / / cm2, cynyddir y rhwystriant trydanol o 11388 Ω i 28079 Ω, a'r cyrydiad Effeithlonrwydd gwrthsefyll yw'r mwyaf, 46.85%. O'i gymharu â gorchudd cerameg alwmina pur, mae gan y gorchudd cyfansawdd â graphene a nanotiwbiau carbon well ymwrthedd cyrydiad.
(2) Gyda'r cynnydd yn amser trochi electrolyt, mae'r electrolyt yn treiddio i arwyneb ar y cyd cotio / swbstrad i gynhyrchu ffilm ocsid metel, sy'n rhwystro treiddiad electrolyt i'r swbstrad. Mae'r rhwystriant trydanol yn gostwng yn gyntaf ac yna'n cynyddu, ac mae ymwrthedd cyrydiad cotio cerameg alwmina pur yn wael. Fe wnaeth strwythur a synergedd nanotiwbiau carbon a graphene rwystro treiddiad i lawr electrolyt. Pan gafodd ei socian am 19.5 h, gostyngodd rhwystriant trydanol y cotio sy'n cynnwys deunyddiau nano 22.94%, 25.60% a 9.61% yn y drefn honno, ac roedd ymwrthedd cyrydiad y cotio yn dda.
(3) Oherwydd nodweddion nanotiwbiau carbon, mae gan y cotio a ychwanegwyd â nanotiwbiau carbon yn unig strwythur hydraidd wedi'i ddosbarthu'n unffurf cyn cyrydiad. Ar ôl cyrydiad, mae pores y rhan wreiddiol yn dod yn gul ac yn hir, ac mae'r sianeli yn dod yn ddyfnach. Mae gan y cotio sy'n cynnwys graphene strwythur gwastad cyn cyrydiad, mae'r cyfuniad rhwng gronynnau yn y cotio yn agos, ac mae'r gronynnau agregau wedi'u lapio'n dynn gan glud. Er bod yr wyneb wedi'i erydu gan electrolyt ar ôl cyrydiad, prin yw'r sianeli pore ac mae'r strwythur yn dal i fod yn drwchus. Gall strwythur nanotiwbiau carbon a graphene rwystro'r lluosogi crac yn effeithiol ac amddiffyn y matrics.
Amser Post: Mawrth-09-2022