1. paratoi cotio
Er mwyn hwyluso'r prawf electrocemegol diweddarach, dewisir 30mm × 4 mm 304 dur di-staen fel sylfaen.Pwyleg a chael gwared ar 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 glanhawr ultrasonic bg-06c o gwmni electroneg Bangjie am 20min, tynnwch y malurion gwisgo ar wyneb y swbstrad metel gydag alcohol a dŵr distyll, a'u sychu â chwythwr.Yna, paratowyd alwmina (Al2O3), graphene a nanotiwb carbon hybrid (mwnt-coohsdbs) mewn cyfrannedd (100: 0: 0, 99.8: 0.2: 0, 99.8: 0: 0.2, 99.6: 0.2: 0.2), a'u rhoi i mewn melin bêl (qm-3sp2 o ffatri offerynnau Nanjing NANDA) ar gyfer melino a chymysgu pêl.Gosodwyd cyflymder cylchdroi y felin bêl i 220 R / min, a throiwyd y felin bêl i
Ar ôl melino pêl, gosodwch gyflymder cylchdroi'r tanc melino bêl i fod yn 1 / 2 bob yn ail ar ôl i'r melino bêl gael ei chwblhau, a gosodwch gyflymder cylchdroi'r tanc melino bêl i fod yn 1 / 2 bob yn ail ar ôl i'r melino bêl gael ei chwblhau.Mae'r agreg ceramig wedi'i falu â phêl a'r rhwymwr yn cael eu cymysgu'n gyfartal yn ôl y ffracsiwn màs o 1.0 ∶ 0.8.Yn olaf, cafwyd y cotio ceramig gludiog trwy broses halltu.
2. prawf cyrydu
Yn yr astudiaeth hon, mae'r prawf cyrydiad electrocemegol yn mabwysiadu gweithfan electrocemegol Shanghai Chenhua chi660e, ac mae'r prawf yn mabwysiadu system prawf tri electrod.Yr electrod platinwm yw'r electrod ategol, yr electrod arian clorid arian yw'r electrod cyfeirio, a'r sampl gorchuddio yw'r electrod gweithio, gydag ardal amlygiad effeithiol o 1cm2.Cysylltwch yr electrod cyfeirio, yr electrod gweithio a'r electrod ategol yn y gell electrolytig gyda'r offeryn, fel y dangosir yn Ffigurau 1 a 2. Cyn y prawf, socian y sampl yn yr electrolyte, sef 3.5% ateb NaCl.
3. dadansoddiad Tafel o rydu electrocemegol haenau
Mae Ffig. 3 yn dangos cromlin Tafel o swbstrad heb ei orchuddio a gorchudd ceramig wedi'i orchuddio â gwahanol ychwanegion nano ar ôl cyrydiad electrocemegol am 19h.Dangosir y foltedd cyrydiad, dwysedd cerrynt cyrydiad a data prawf rhwystriant trydanol a gafwyd o brawf cyrydiad electrocemegol yn Nhabl 1.
Cyflwyno
Pan fo'r dwysedd cerrynt cyrydiad yn llai ac mae'r effeithlonrwydd ymwrthedd cyrydiad yn uwch, mae effaith ymwrthedd cyrydiad y cotio yn well.Gellir gweld o Ffigur 3 a thabl 1, pan fo'r amser cyrydiad yn 19h, mai foltedd cyrydiad uchaf matrics metel noeth yw -0.680 V, a dwysedd cyrydiad cyfredol y matrics yw'r mwyaf hefyd, gan gyrraedd 2.890 × 10-6 A /cm2 。 Pan gafodd ei orchuddio â gorchudd ceramig alwmina pur, gostyngodd y dwysedd cerrynt cyrydiad i 78% ac roedd AG yn 22.01%.Mae'n dangos bod y cotio ceramig yn chwarae rôl amddiffynnol well a gall wella ymwrthedd cyrydiad y cotio mewn electrolyte 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 0.2% cotio alwmina cymysg graphene, 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 gwerth, wedi cynyddu o 11388 Ω i 28079 Ω, a gall addysg gorfforol y cotio gyrraedd 46.85%.Mae'n dangos bod gan y cynnyrch targed parod ymwrthedd cyrydiad da, a gall effaith synergaidd nanotiwbiau carbon a graphene wella ymwrthedd cyrydiad cotio ceramig yn effeithiol.
4. Effaith amser socian ar rwystr cotio
Er mwyn archwilio ymwrthedd cyrydiad y cotio ymhellach, gan ystyried dylanwad amser trochi y sampl yn yr electrolyte ar y prawf, ceir cromliniau newid gwrthiant y pedwar cotio ar wahanol amser trochi, fel y dangosir yn Ffigur 4.
Cyflwyno
Yn ystod cam cychwynnol y trochi (10 h), oherwydd dwysedd a strwythur da'r cotio, mae'n anodd trochi'r electrolyte i'r cotio.Ar yr adeg hon, mae'r cotio ceramig yn dangos ymwrthedd uchel.Ar ôl socian am gyfnod o amser, mae'r gwrthiant yn gostwng yn sylweddol, oherwydd gyda threigl amser, mae'r electrolyte yn ffurfio sianel cyrydu'n raddol trwy'r mandyllau 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 yn cael ei rwystro ac mae'r bwlch yn cael ei rwystro'n raddol.Ar yr un pryd, pan fydd yr electrolyte yn treiddio i mewn i ryngwyneb bondio'r haen bondio / matrics gwaelod, bydd y moleciwlau dŵr yn adweithio â'r elfen Fe yn y matrics ar y gyffordd cotio / matrics i gynhyrchu ffilm ocsid metel tenau, sy'n rhwystro'r 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 dyddodiad flocculent gwyrdd ar waelod yr electrolyte.Ni newidiodd yr ateb electrolytig lliw wrth electrolyzing'r sampl gorchuddio, a all brofi bodolaeth yr adwaith cemegol uchod.
Oherwydd yr amser socian byr a ffactorau dylanwad allanol mawr, er mwyn cael y berthynas newid gywir o baramedrau electrocemegol ymhellach, dadansoddir cromliniau Tafel o 19 h a 19.5 h.Dangosir y dwysedd cerrynt cyrydiad a'r ymwrthedd a geir gan feddalwedd dadansoddi zsimpwin yn Nhabl 2. Gellir canfod, o'i socian am 19 h, o'i gymharu â'r swbstrad noeth, fod dwysedd cyfredol cyrydiad alwmina pur ac alwmina cotio cyfansawdd sy'n cynnwys deunyddiau nano ychwanegion yn yn llai ac mae'r gwerth gwrthiant yn fwy.Mae gwerth gwrthiant cotio ceramig 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 graphene dau ddimensiwn yn gwella ymwrthedd cyrydiad y deunydd.
Gyda'r cynnydd o amser trochi (19.5 h), mae ymwrthedd swbstrad noeth yn cynyddu, gan nodi ei fod yn ail gam y cyrydiad a chynhyrchir ffilm metel ocsid ar wyneb y swbstrad.Yn yr un modd, gyda chynnydd amser, mae ymwrthedd cotio ceramig alwmina pur hefyd yn cynyddu, sy'n dangos, ar yr adeg hon, er bod effaith arafu cotio ceramig, mae'r electrolyte wedi treiddio i ryngwyneb bondio cotio / matrics, ac wedi cynhyrchu ffilm ocsid trwy adwaith cemegol.
O'i gymharu â'r cotio alwmina sy'n cynnwys 0.2% mwnt-cooh-sdbs, y cotio alwmina sy'n cynnwys 0.2% graphene 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, wedi gostwng gan 22.94%, 25.60% a 9.61% yn y drefn honno, sy'n nodi nad oedd yr electrolyte yn treiddio i'r cyd rhwng y cotio a'r swbstrad ar hyn o bryd, Mae hyn oherwydd bod strwythur nanotiwbiau carbon a graphene yn rhwystro treiddiad electrolyte i lawr, gan ddiogelu y matrics.Mae effaith synergaidd y ddau yn cael ei wirio ymhellach.Mae gan y cotio sy'n cynnwys dau ddeunydd nano well ymwrthedd cyrydiad.
Trwy gromlin Tafel a chromlin newid gwerth rhwystriant trydanol, canfyddir y gall y cotio ceramig alwmina gyda graphene, nanotiwbiau carbon a'u cymysgedd wella ymwrthedd cyrydiad matrics metel, a gall effaith synergaidd y ddau wella'r cyrydiad ymhellach. ymwrthedd cotio ceramig gludiog.Er mwyn archwilio ymhellach effaith ychwanegion nano ar ymwrthedd cyrydiad y cotio, arsylwyd morffoleg wyneb micro y cotio ar ôl cyrydiad.
Cyflwyno
Mae Ffigur 5 (A1, A2, B1, B2) yn dangos morffoleg wyneb 304 o ddur di-staen agored a serameg alwmina pur wedi'i orchuddio ar wahanol chwyddo 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 nifer o byllau cyrydiad mawr yn ymddangos ar yr wyneb ar ôl trochi mewn electrolyte, sy'n dangos bod ymwrthedd cyrydiad y matrics metel noeth yn wael ac mae'r electrolyte yn hawdd i'w dreiddio i'r matrics.Ar gyfer cotio ceramig alwmina pur, fel y dangosir yn Ffigur 5 (B2), er bod sianeli cyrydiad mandyllog yn cael eu cynhyrchu ar ôl cyrydiad, mae strwythur cymharol drwchus a gwrthiant cyrydiad rhagorol cotio ceramig alwmina pur yn rhwystro goresgyniad electrolyte yn effeithiol, sy'n esbonio'r rheswm dros y gwella rhwystriant cotio ceramig alwmina yn effeithiol.
Cyflwyno
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 cyfanredol wedi'u lapio'n dynn gan gludiog.Er bod yr arwyneb yn cael ei erydu gan electrolyte, mae llai o sianeli pore yn cael eu ffurfio.Ar ôl cyrydiad, mae'r wyneb cotio yn drwchus ac nid oes llawer o strwythurau diffyg.Ar gyfer Ffigur 6 (A1, A2), oherwydd nodweddion mwnt-cooh-sdbs, mae'r cotio cyn cyrydiad yn strwythur mandyllog wedi'i ddosbarthu'n unffurf.Ar ôl cyrydiad, mae mandyllau'r rhan wreiddiol yn mynd 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 bod gan y cotio ceramig alwmina sy'n cynnwys graphene, yn enwedig y cymysgedd o graphene a nanotiwb carbon, yr ymwrthedd cyrydiad gorau.Mae hyn oherwydd y gall strwythur nanotiwb carbon a graphene rwystro'r trylediad crac yn effeithiol a diogelu'r matrics.
5. Trafodaeth a chrynodeb
Trwy brawf ymwrthedd cyrydiad nanotiwbiau carbon ac ychwanegion graphene ar orchudd ceramig alwmina a dadansoddiad o ficrostrwythur wyneb y cotio, deuir i'r casgliadau canlynol:
(1) Pan oedd yr amser cyrydiad yn 19 h, gan ychwanegu 0.2% nanotiwb carbon hybrid + 0.2% graphene deunydd cymysg cotio ceramig alwmina, 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 effeithlonrwydd ymwrthedd cyrydiad yw'r mwyaf, 46.85%.O'i gymharu â gorchudd ceramig alwmina pur, mae gan y cotio cyfansawdd â nanotiwbiau graphene a charbon well ymwrthedd cyrydiad.
(2) Gyda chynnydd amser trochi electrolyte, mae'r electrolyte yn treiddio i mewn i wyneb y cotio / swbstrad ar y cyd i gynhyrchu ffilm metel ocsid, 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 ceramig alwmina pur yn wael.Roedd strwythur a synergedd nanotiwbiau carbon a graphene yn rhwystro treiddiad electrolyt i lawr.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. dylanwad mecanwaith ymwrthedd cyrydiad cotio
Trwy gromlin Tafel a chromlin newid gwerth rhwystriant trydanol, canfyddir y gall y cotio ceramig alwmina gyda graphene, nanotiwbiau carbon a'u cymysgedd wella ymwrthedd cyrydiad matrics metel, a gall effaith synergaidd y ddau wella'r cyrydiad ymhellach. ymwrthedd cotio ceramig gludiog.Er mwyn archwilio ymhellach effaith ychwanegion nano ar ymwrthedd cyrydiad y cotio, arsylwyd morffoleg wyneb micro y cotio ar ôl cyrydiad.
Mae Ffigur 5 (A1, A2, B1, B2) yn dangos morffoleg wyneb 304 o ddur di-staen agored a serameg alwmina pur wedi'i orchuddio ar wahanol chwyddo 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 nifer o byllau cyrydiad mawr yn ymddangos ar yr wyneb ar ôl trochi mewn electrolyte, sy'n dangos bod ymwrthedd cyrydiad y matrics metel noeth yn wael ac mae'r electrolyte yn hawdd i'w dreiddio i'r matrics.Ar gyfer cotio ceramig alwmina pur, fel y dangosir yn Ffigur 5 (B2), er bod sianeli cyrydiad mandyllog yn cael eu cynhyrchu ar ôl cyrydiad, mae strwythur cymharol drwchus a gwrthiant cyrydiad rhagorol cotio ceramig alwmina pur yn rhwystro goresgyniad electrolyte yn effeithiol, sy'n esbonio'r rheswm dros y gwella rhwystriant cotio ceramig 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 cyfanredol wedi'u lapio'n dynn gan gludiog.Er bod yr arwyneb yn cael ei erydu gan electrolyte, mae llai o sianeli pore yn cael eu ffurfio.Ar ôl cyrydiad, mae'r wyneb cotio yn drwchus ac nid oes llawer o strwythurau diffyg.Ar gyfer Ffigur 6 (A1, A2), oherwydd nodweddion mwnt-cooh-sdbs, mae'r cotio cyn cyrydiad yn strwythur mandyllog wedi'i ddosbarthu'n unffurf.Ar ôl cyrydiad, mae mandyllau'r rhan wreiddiol yn mynd 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 bod gan y cotio ceramig alwmina sy'n cynnwys graphene, yn enwedig y cymysgedd o graphene a nanotiwb carbon, yr ymwrthedd cyrydiad gorau.Mae hyn oherwydd y gall strwythur nanotiwb carbon a graphene rwystro'r trylediad crac yn effeithiol a diogelu'r matrics.
7. Trafodaeth a chrynodeb
Trwy brawf ymwrthedd cyrydiad nanotiwbiau carbon ac ychwanegion graphene ar orchudd ceramig alwmina a dadansoddiad o ficrostrwythur wyneb y cotio, deuir i'r casgliadau canlynol:
(1) Pan oedd yr amser cyrydiad yn 19 h, gan ychwanegu 0.2% nanotiwb carbon hybrid + 0.2% graphene deunydd cymysg cotio ceramig alwmina, 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 effeithlonrwydd ymwrthedd cyrydiad yw'r mwyaf, 46.85%.O'i gymharu â gorchudd ceramig alwmina pur, mae gan y cotio cyfansawdd â nanotiwbiau graphene a charbon well ymwrthedd cyrydiad.
(2) Gyda chynnydd amser trochi electrolyte, mae'r electrolyte yn treiddio i mewn i wyneb y cotio / swbstrad ar y cyd i gynhyrchu ffilm metel ocsid, 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 ceramig alwmina pur yn wael.Roedd strwythur a synergedd nanotiwbiau carbon a graphene yn rhwystro treiddiad electrolyt i lawr.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 ychwanegir â nanotiwbiau carbon yn unig strwythur mandyllog wedi'i ddosbarthu'n unffurf cyn cyrydiad.Ar ôl cyrydiad, mae mandyllau'r rhan wreiddiol yn mynd yn gul ac yn hir, ac mae'r sianeli'n 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 cyfanredol wedi'u lapio'n dynn gan gludiog.Er bod yr arwyneb yn cael ei erydu gan electrolyt ar ôl cyrydiad, ychydig o sianeli mandwll sydd ac mae'r strwythur yn dal yn drwchus.Gall strwythur nanotiwbiau carbon a graphene rwystro'r lledaeniad crac yn effeithiol a diogelu'r matrics.
Amser post: Mar-09-2022