1. Preparació del recobriment
Per tal de facilitar la prova electroquímica posterior, es selecciona 30mm × 4 mm 304 d’acer inoxidable com a base. Polir i eliminar la capa d'òxid residual i les taques d'oxidació a la superfície del substrat amb paper de sorra, poseu-les en un vas de vidre que conté acetona, tracteu les taques a la superfície del substrat amb un netejador ultrasònic BG-06C de Bangjie Electronics Company per a 20min, elimineu Les deixalles de desgast a la superfície del substrat metàl·lic amb alcohol i aigua destil·lada i assecar -les amb un bufador. A continuació, es van preparar alumina (AL2O3), grafè i nanotubs de carboni híbrid (MWNT-CoOHSDBS) Un molí de boles (QM-3SP2 de la fàbrica d’instruments de Nanjing Nanda) per a la mescla i la barreja de boles. La velocitat rotativa del molí de boles es va establir en 220 r / min, i el molí de pilota es va convertir en
Després del fresat de la bola, configureu la velocitat de rotació del tanc de fresat de boles 1/2 alternativament un cop finalitzada el fresat de la bola i configureu que la velocitat de rotació del tanc de fresat de la bola sigui 1/2 alternativament un cop finalitzada el fresat de la bola. L’agregat de ceràmica i l’enllaç fresat per boles es barregen uniformement segons la fracció de massa d’1,0 ∶ 0,8. Finalment, es va obtenir el recobriment de ceràmica adhesiva mitjançant el procés de curació.
2. Prova de corrosió
En aquest estudi, el test de corrosió electroquímica adopta Shanghai Chenhua Chi660e Estació electroquímica i la prova adopta un sistema de prova de tres elèctrodes. L’elèctrode de platí és l’elèctrode auxiliar, l’elèctrode de clorur de plata de plata és l’elèctrode de referència i la mostra recoberta és l’elèctrode de treball, amb una àrea d’exposició efectiva d’1cm2. Connecteu l'elèctrode de referència, l'elèctrode de treball i l'elèctrode auxiliar a la cèl·lula electrolítica amb l'instrument, tal com es mostra a les figures 1 i 2. Abans de la prova, remulleu la mostra a l'electròlit, que és un 3,5% de solució de NaCl.
3. Anàlisi de Tafel de la corrosió electroquímica dels recobriments
La figura 3 mostra la corba TAFEL de substrat no recobert i recobriment ceràmic recobert de diferents additius nano després de la corrosió electroquímica durant 19h. A la taula 1 es mostren la tensió de corrosió, la densitat del corrent de corrosió i les dades d’impedància elèctrica obtingudes a partir de la prova de corrosió electroquímica.
Sotmetre's
Quan la densitat de corrent de corrosió és menor i l'eficiència de resistència a la corrosió és més alta, l'efecte de resistència a la corrosió del recobriment és millor. Es pot veure a la figura 3 i a la taula 1 que quan el temps de corrosió és 19H, la tensió màxima de corrosió de la matriu metàl·lica nua és de -0,680 V, i la densitat de corrent de corrosió de la matriu també és la més gran, arribant a 2.890 × 10-6 a /CM2。 Quan es recobreix amb recobriment ceràmic d'alumina pur, la densitat de corrent de corrosió va disminuir fins al 78% i la PE va ser del 22,01%. Demostra que el recobriment ceràmic té un paper protector millor i pot millorar la resistència a la corrosió del recobriment en electròlit neutre.
Quan es va afegir un 0,2% MWNT-COOH-SDBS o un 0,2% de grafè al recobriment, la densitat de corrent de corrosió va disminuir, la resistència va augmentar i es va millorar encara més la resistència a la corrosió del recobriment, amb PE del 38,48% i el 40,10% respectivament. Quan la superfície està recoberta de 0,2% MWNT-COOH-SDBS i un 0,2% de recobriment d'alumina mixt de grafè, el corrent de corrosió es redueix a més de 2.890 × 10-6 A / cm2 fins a 1.536 × 10-6 A / cm2, la resistència màxima, la resistència màxima El valor, va augmentar de 11388 ω a 28079 Ω i el PE del recobriment pot arribar al 46,85%. Demostra que el producte objectiu preparat té una bona resistència a la corrosió i l'efecte sinèrgic dels nanotubs de carboni i el grafè pot millorar eficaçment la resistència a la corrosió del recobriment ceràmic.
4. Efecte del temps de remull sobre la impedància del recobriment
Per tal d’explorar encara més la resistència a la corrosió del recobriment, tenint en compte la influència del temps d’immersió de la mostra a l’electròlit a la prova, s’obtenen les corbes de canvi de la resistència dels quatre recobriments a un temps d’immersió diferent, tal com es mostra a la figura 4.
Sotmetre's
A l’etapa inicial d’immersió (10 h), a causa de la bona densitat i estructura del recobriment, l’electròlit és difícil de submergir -se en el recobriment. En aquest moment, el recobriment ceràmic mostra una alta resistència. Després de remullar -se durant un període de temps, la resistència disminueix significativament, perquè amb el pas del temps, l’electròlit forma gradualment un canal de corrosió a través dels porus i s’esquerda en el recobriment i penetra a la matriu, donant lloc a una disminució significativa de la resistència de la resistència de el revestiment.
A la segona etapa, quan els productes de corrosió augmenten fins a una certa quantitat, la difusió es bloqueja i la bretxa es bloqueja gradualment. Al mateix temps, quan l'electròlit penetra a la interfície d'enllaç de la capa / matriu inferior d'unió, les molècules d'aigua reaccionaran amb l'element Fe de la matriu a la unió de recobriment / matriu per produir una pel·lícula d'òxid metàl·lic prim, que dificulta la Penetració de l'electròlit a la matriu i augmenta el valor de resistència. Quan la matriu metàl·lica nua és corodada electroquímicament, la major part de la precipitació flocculenta verda es produeix a la part inferior de l'electròlit. La solució electrolítica no va canviar de color quan es va electrolitzar la mostra recoberta, cosa que pot demostrar l’existència de la reacció química anterior.
A causa del curt temps de remull i els grans factors d'influència externa, per obtenir encara més la relació de canvi precisa dels paràmetres electroquímics, s'analitzen les corbes de TAFEL de 19 h i 19,5 h. La densitat i la resistència de corrent de corrosió obtingudes pel programari d’anàlisi ZSIMPWIN es mostren a la taula 2. Es pot trobar que quan es remull durant 19 h, en comparació amb el substrat nu, la densitat de corrent de corrosió d’alumina pura i un recobriment compost alumina que conté materials additius nano són materials nano són materials nano són materials additius nano són materials nano. més petit i el valor de resistència és més gran. El valor de resistència del recobriment ceràmic que conté nanotubs de carboni i recobriment que conté grafè és gairebé el mateix, mentre que l'estructura de recobriment amb nanotubs de carboni i materials compostos de grafè es millora significativament, això és degut a l'efecte sinèrgic de nanotubs de carboni unidimensional i grafè bidimensional Millora la resistència a la corrosió del material.
Amb l’augment del temps d’immersió (19,5 h), la resistència del substrat nu augmenta, cosa que indica que es troba a la segona etapa de corrosió i la pel·lícula d’òxid metàl·lic es produeix a la superfície del substrat. De la mateixa manera, amb l’augment del temps, la resistència del recobriment ceràmic d’alumina pur també augmenta, cosa que indica que en aquest moment, tot i que hi ha l’efecte alentit del recobriment ceràmic, l’electròlit ha penetrat a la interfície d’enllaç del recobriment / matriu i ha produït pel·lícula d’òxid mitjançant reacció química.
En comparació amb el recobriment d'alumina que conté un 0,2% de MWNT-COOH-SDBS, el recobriment d'alumina que conté un 0,2% de grafè i el recobriment d'alumina que conté un 0,2% de MWNT-COOH-SDBS i un 0,2% de grafè, la resistència del recobriment va disminuir significativament amb l'augment del temps, va disminuir, va disminuir un 22,94%, el 25,60% i el 9,61% respectivament, cosa que indica que l’electròlit no Penetreu a l’articulació entre el recobriment i el substrat en aquest moment, això és degut a que l’estructura dels nanotubs de carboni i el grafè bloqueja la penetració descendent de l’electròlit, protegint així la matriu. Es verifica encara més l'efecte sinèrgic dels dos. El recobriment que conté dos materials nano té una millor resistència a la corrosió.
A través de la corba de Tafel i la corba de canvi del valor d’impedància elèctrica, es troba que el recobriment ceràmic d’alumina amb grafè, nanotubs de carboni i la seva barreja poden millorar la resistència a la corrosió de la matriu metàl·lica i l’efecte sinèrgic dels dos pot millorar encara més la corrosió Resistència del recobriment de ceràmica adhesiva. Per tal d’explorar encara més l’efecte dels additius nano sobre la resistència a la corrosió del recobriment, es va observar la morfologia de la superfície micro del recobriment després de la corrosió.
Sotmetre's
La figura 5 (A1, A2, B1, B2) mostra la morfologia superficial de l’acer inoxidable 304 exposat i la ceràmica d’alúmina pura recoberta a diferents ampliacions després de la corrosió. La figura 5 (A2) mostra que la superfície després de la corrosió es fa rugosa. Per al substrat nu, apareixen diverses fosses de corrosió grans a la superfície després de la immersió en l'electròlit, cosa que indica que la resistència a la corrosió de la matriu metàl·lica nua és deficient i l'electròlit és fàcil de penetrar a la matriu. Per al recobriment ceràmic d'alumina pur, tal com es mostra a la figura 5 (B2), tot i que es generen canals de corrosió porosos després de la corrosió, l'estructura relativament densa i una excel·lent resistència a la corrosió del recobriment ceràmic d'alumina pur bloquegen eficaçment la invasió de l'electròlit, cosa que explica la raó de la raó de la raó de la raó Millora eficaç de la impedància del recobriment ceràmic d’alúmina.
Sotmetre's
Morfologia superficial de MWNT-COOH-SDBS, recobriments que contenen un 0,2% de grafè i recobriments que contenen un 0,2% MWNT-COOH-SDBS i un 0,2% de grafè. Es pot veure que els dos recobriments que contenen grafè de la figura 6 (B2 i C2) tenen una estructura plana, la unió entre les partícules al recobriment és estreta i les partícules agregades s’emboliquen estretament per l’adhesiu. Tot i que la superfície està erosionada per electròlits, es formen menys canals de porus. Després de la corrosió, la superfície del recobriment és densa i hi ha poques estructures de defectes. Per a la figura 6 (A1, A2), a causa de les característiques de MWNT-COOH-SDBS, el recobriment abans de la corrosió és una estructura porosa distribuïda uniformement. Després de la corrosió, els porus de la part original es tornen estrets i llargs, i el canal es fa més profund. En comparació amb la figura 6 (B2, C2), l'estructura té més defectes, que és coherent amb la distribució de la mida del valor d'impedància de recobriment obtingut a partir de la prova de corrosió electroquímica. Demostra que el recobriment ceràmic d’alúmina que conté grafè, especialment la barreja de grafè i nanotub de carboni, té la millor resistència a la corrosió. Això es deu al fet que l’estructura del nanotub de carboni i el grafè pot bloquejar eficaçment la difusió de la fissura i protegir la matriu.
5. Discussió i resum
Mitjançant la prova de resistència a la corrosió de nanotubs de carboni i additius de grafè en el recobriment de ceràmica d’alúmina i l’anàlisi de la microestructura superficial del recobriment, es treuen les conclusions següents:
(1) Quan el temps de corrosió va ser de 19 h, afegint un 0,2% de nanotub de carboni híbrid + 0,2% de grafè de material mixt de matèria mixta alumina, la densitat de corrent de corrosió va augmentar de 2,890 × 10-6 A / cm2 fins a 1.536 × 10-6 a / A / CM2, la impedància elèctrica augmenta de 11388 ω a 28079 Ω i la resistència a la corrosió L’eficiència és la més gran, el 46,85%. En comparació amb el recobriment ceràmic d’alúmina pur, el recobriment compost amb grafè i nanotubs de carboni té una millor resistència a la corrosió.
(2) Amb l’augment del temps d’immersió d’electròlit, l’electròlit penetra a la superfície articular del recobriment / substrat per produir una pel·lícula d’òxid metàl·lic, que dificulta la penetració de l’electròlit al substrat. La impedància elèctrica disminueix primer i després augmenta, i la resistència a la corrosió del recobriment ceràmic d’alúmina pur és deficient. L’estructura i la sinergia dels nanotubs de carboni i el grafè van bloquejar la penetració descendent de l’electròlit. Quan es va remullar durant 19,5 h, la impedància elèctrica del recobriment que conté materials nano va disminuir un 22,94%, 25,60% i 9,61% respectivament, i la resistència a la corrosió del recobriment va ser bona.
6. Mecanisme d’influència de la resistència a la corrosió del recobriment
A través de la corba de Tafel i la corba de canvi del valor d’impedància elèctrica, es troba que el recobriment ceràmic d’alumina amb grafè, nanotubs de carboni i la seva barreja poden millorar la resistència a la corrosió de la matriu metàl·lica i l’efecte sinèrgic dels dos pot millorar encara més la corrosió Resistència del recobriment de ceràmica adhesiva. Per tal d’explorar encara més l’efecte dels additius nano sobre la resistència a la corrosió del recobriment, es va observar la morfologia de la superfície micro del recobriment després de la corrosió.
La figura 5 (A1, A2, B1, B2) mostra la morfologia superficial de l’acer inoxidable 304 exposat i la ceràmica d’alúmina pura recoberta a diferents ampliacions després de la corrosió. La figura 5 (A2) mostra que la superfície després de la corrosió es fa rugosa. Per al substrat nu, apareixen diverses fosses de corrosió grans a la superfície després de la immersió en l'electròlit, cosa que indica que la resistència a la corrosió de la matriu metàl·lica nua és deficient i l'electròlit és fàcil de penetrar a la matriu. Per al recobriment ceràmic d'alumina pur, tal com es mostra a la figura 5 (B2), tot i que es generen canals de corrosió porosos després de la corrosió, l'estructura relativament densa i una excel·lent resistència a la corrosió del recobriment ceràmic d'alumina pur bloquegen eficaçment la invasió de l'electròlit, cosa que explica la raó de la raó de la raó de la raó Millora eficaç de la impedància del recobriment ceràmic d’alúmina.
Morfologia superficial de MWNT-COOH-SDBS, recobriments que contenen un 0,2% de grafè i recobriments que contenen un 0,2% MWNT-COOH-SDBS i un 0,2% de grafè. Es pot veure que els dos recobriments que contenen grafè de la figura 6 (B2 i C2) tenen una estructura plana, la unió entre les partícules al recobriment és estreta i les partícules agregades s’emboliquen estretament per l’adhesiu. Tot i que la superfície està erosionada per electròlits, es formen menys canals de porus. Després de la corrosió, la superfície del recobriment és densa i hi ha poques estructures de defectes. Per a la figura 6 (A1, A2), a causa de les característiques de MWNT-COOH-SDBS, el recobriment abans de la corrosió és una estructura porosa distribuïda uniformement. Després de la corrosió, els porus de la part original es tornen estrets i llargs, i el canal es fa més profund. En comparació amb la figura 6 (B2, C2), l'estructura té més defectes, que és coherent amb la distribució de la mida del valor d'impedància de recobriment obtingut a partir de la prova de corrosió electroquímica. Demostra que el recobriment ceràmic d’alúmina que conté grafè, especialment la barreja de grafè i nanotub de carboni, té la millor resistència a la corrosió. Això es deu al fet que l’estructura del nanotub de carboni i el grafè pot bloquejar eficaçment la difusió de la fissura i protegir la matriu.
7. Discussió i resum
Mitjançant la prova de resistència a la corrosió de nanotubs de carboni i additius de grafè en el recobriment de ceràmica d’alúmina i l’anàlisi de la microestructura superficial del recobriment, es treuen les conclusions següents:
(1) Quan el temps de corrosió va ser de 19 h, afegint un 0,2% de nanotub de carboni híbrid + 0,2% de grafè de material mixt de matèria mixta alumina, la densitat de corrent de corrosió va augmentar de 2,890 × 10-6 A / cm2 fins a 1.536 × 10-6 a / A / CM2, la impedància elèctrica augmenta de 11388 ω a 28079 Ω i la resistència a la corrosió L’eficiència és la més gran, el 46,85%. En comparació amb el recobriment ceràmic d’alúmina pur, el recobriment compost amb grafè i nanotubs de carboni té una millor resistència a la corrosió.
(2) Amb l’augment del temps d’immersió d’electròlit, l’electròlit penetra a la superfície articular del recobriment / substrat per produir una pel·lícula d’òxid metàl·lic, que dificulta la penetració de l’electròlit al substrat. La impedància elèctrica disminueix primer i després augmenta, i la resistència a la corrosió del recobriment ceràmic d’alúmina pur és deficient. L’estructura i la sinergia dels nanotubs de carboni i el grafè van bloquejar la penetració descendent de l’electròlit. Quan es va remullar durant 19,5 h, la impedància elèctrica del recobriment que conté materials nano va disminuir un 22,94%, 25,60% i 9,61% respectivament, i la resistència a la corrosió del recobriment va ser bona.
(3) A causa de les característiques dels nanotubs de carboni, el recobriment afegit només amb nanotubs de carboni té una estructura porosa distribuïda uniformement abans de la corrosió. Després de la corrosió, els porus de la part original es tornen estrets i llargs, i els canals es tornen més profunds. El recobriment que conté grafè té una estructura plana abans de la corrosió, la combinació entre partícules al recobriment és a prop i les partícules agregades estan ben embolicades per l’adhesiu. Tot i que la superfície està erosionada per electròlit després de la corrosió, hi ha pocs canals de porus i l'estructura encara és densa. L’estructura dels nanotubs de carboni i el grafè pot bloquejar eficaçment la propagació de les fissures i protegir la matriu.
Post Horari: el 09 de març del 2022