1. Қаптауды дайындау
Кейінгі электрохимиялық сынақты жеңілдету үшін негіз ретінде 30 мм × 4 мм 304 баспайтын болат таңдалады.Тегістеу қағазымен субстрат бетіндегі қалдық оксид қабатын және тот дақтарын жылтыратыңыз және алып тастаңыз, оларды құрамында ацетон бар стаканға салыңыз, субстрат бетіндегі дақтарды Bangjie electronics компаниясының bg-06c ультрадыбыстық тазартқышымен 20 минут бойы өңдеңіз, кетіріңіз. металл төсемінің бетіндегі тозу қалдықтарын спиртпен және тазартылған сумен тоздырады және оларды үрлегішпен кептіреді.Содан кейін пропорцияда (100: 0: 0, 99,8: 0,2: 0, 99,8: 0: 0,2, 99,6: 0,2: 0,2) алюминий оксиді (Al2O3), графен және гибридті көміртекті нанотүтіктер (mwnt-coohsdbs) дайындалды және енгізілді. шарлы диірмен (Nanjing NANDA аспап зауытының qm-3sp2) шарлы фрезерлеуге және араластыруға арналған.Шарлы диірменнің айналу жылдамдығы 220 Р/мин етіп орнатылды, ал шар диірмені
Шарлы фрезерлеуден кейін шарлы фрезерлік цистернаның айналу жылдамдығын шарлы фрезерлеу аяқталғаннан кейін кезекпен 1/2 етіп орнатыңыз, ал шарлы фрезерлік цистернаның айналу жылдамдығын шарлы фрезерлеу аяқталғаннан кейін кезекпен 1/2 етіп орнатыңыз.Шарлы ұнтақталған керамикалық толтырғыш пен байланыстырғыш 1,0 ∶ 0,8 массалық үлесіне сәйкес біркелкі араласады.Соңында, жабысқақ керамикалық жабын емдеу процесі арқылы алынды.
2. Коррозияға сынау
Бұл зерттеуде электрохимиялық коррозия сынағы Шанхай Ченхуа chi660e электрохимиялық жұмыс станциясын, ал сынақ үш электродты сынақ жүйесін қабылдайды.Платина электрод – көмекші электрод, күміс күміс хлоридті электрод – эталондық электрод, ал қапталған үлгі – жұмыс электроды, тиімді әсер ету ауданы 1см2.Эталондық электродты, жұмыс электродты және электролиттік ұяшықтағы көмекші электродты 1 және 2-суреттерде көрсетілгендей аспаппен жалғаңыз. Сынау алдында үлгіні электролитке, ол 3,5% NaCl ерітіндісіне батырыңыз.
3. Жабындардың электрохимиялық коррозиясының тафельдік талдауы
3-суретте 19 сағат бойы электрохимиялық коррозиядан кейін әртүрлі наноқоспалармен қапталған қапталмаған субстрат пен керамикалық жабынның Тафель қисығы көрсетілген.Электрохимиялық коррозияға сынаудан алынған коррозия кернеуі, коррозия тоғының тығыздығы және электр кедергісі сынағы деректері 1-кестеде көрсетілген.
Жіберу
Коррозияға қарсы токтың тығыздығы азырақ және коррозияға төзімділік тиімділігі жоғары болғанда, жабынның коррозияға төзімділігі жақсырақ болады.3-суреттен және 1-кестеден коррозия уақыты 19сағ болғанда, жалаң металл матрицасының коррозияға қарсы максималды кернеуі -0,680 В, ал матрицаның коррозия тоғының тығыздығы да ең үлкен болып, 2,890 × 10-6 А-ға жететінін көруге болады. /см2 。 Таза алюминий тотығы керамикалық жабынмен қапталған кезде коррозия ток тығыздығы 78%-ға дейін төмендеді, ал ПЭ 22,01%-ды құрады.Бұл керамикалық жабынның жақсы қорғаныш рөлін атқаратынын және бейтарап электролиттегі жабынның коррозияға төзімділігін жақсарта алатынын көрсетеді.
Қаптамаға 0,2% mwnt-cooh-sdbs немесе 0,2% графен қосылғанда, коррозия тоғының тығыздығы төмендеді, қарсылық жоғарылады және жабынның коррозияға төзімділігі одан әрі жақсарды, сәйкесінше ПЭ 38,48% және 40,10% болды.Беткі қабат 0,2% mwnt-cooh-sdbs және 0,2% графен аралас глинозем жабынымен жабылған кезде, коррозия тогы 2,890 × 10-6 А / см2-ден 1,536 × 10-6 А / см2, максималды кедергіге дейін төмендейді. мәні, 11388 Ом-нан 28079 Ом-ға дейін өсті, ал жабынның ПЭ 46,85% жетуі мүмкін.Бұл дайындалған мақсатты өнімнің коррозияға төзімділігі жақсы екенін және көміртекті нанотүтіктер мен графеннің синергетикалық әсері керамикалық жабынның коррозияға төзімділігін тиімді түрде жақсарта алатынын көрсетеді.
4. Жібіту уақытының жабын кедергісіне әсері
Сынаққа үлгінің электролитке батыру уақытының әсерін ескере отырып, жабынның коррозияға төзімділігін одан әрі зерттеу үшін суретте көрсетілгендей төрт жабынның әртүрлі батыру уақытындағы кедергісінің өзгеру қисықтары алынады. 4.
Жіберу
Батырудың бастапқы кезеңінде (10 сағ) жабынның жақсы тығыздығы мен құрылымына байланысты электролиттің жабынға батырылуы қиын.Осы уақытта керамикалық жабын жоғары қарсылық көрсетеді.Белгілі бір уақыт бойы сіңгеннен кейін қарсылық айтарлықтай төмендейді, өйткені уақыт өте келе электролит жабындағы тесіктер мен жарықтар арқылы біртіндеп коррозия арнасын қалыптастырады және матрицаға енеді, нәтижесінде оның кедергісі айтарлықтай төмендейді. жабын.
Екінші кезеңде коррозия өнімдері белгілі бір мөлшерге дейін көбейген кезде диффузия бітеліп, саңылау бірте-бірте бітеледі.Сонымен қатар, электролит байланыстырушы төменгі қабаттың/матрицаның байланыс интерфейсіне енген кезде, су молекулалары матрицадағы Fe элементімен жабын/матрица түйіскен жерінде әрекеттесіп, жұқа металл оксиді қабығын түзеді, бұл электролиттің матрицаға енуі және кедергі мәнін арттырады.Жалаңаш металл матрицасы электрохимиялық коррозияға ұшыраған кезде жасыл түсті флокулентті тұнбаның көп бөлігі электролит түбінде түзіледі.Қапталған үлгіні электролиздеу кезінде электролиттік ерітіндінің түсі өзгермеді, бұл жоғарыда аталған химиялық реакцияның бар екенін дәлелдей алады.
Қысқа жібіту уақыты мен үлкен сыртқы әсер ету факторларына байланысты электрохимиялық параметрлердің дәл өзгеру байланысын одан әрі алу үшін 19 сағ және 19,5 сағ Тафель қисығы талданады.Zsimpwin талдау бағдарламалық құралы арқылы алынған коррозия тоғының тығыздығы мен кедергісі 2-кестеде көрсетілген. 19 сағат бойы суланған кезде, жалаңаш субстратпен салыстырғанда, құрамында наноқоспа материалдары бар таза глинозем мен алюминий тотығы композиттік жабынының коррозия тоғының тығыздығы болатынын анықтауға болады. кішірек және қарсылық мәні үлкенірек.Құрамында көміртекті нанотүтікшелер бар керамикалық жабынның және графен бар жабынның қарсылық мәні бірдей, ал көміртекті нанотүтікшелермен және графен композиттік материалдарымен жабын құрылымы айтарлықтай жақсарған, себебі бір өлшемді көміртекті нанотүтіктер мен екі өлшемді графеннің синергетикалық әсері. материалдың коррозияға төзімділігін жақсартады.
Батыру уақытының ұлғаюымен (19,5 сағ) жалаңаш негіздің кедергісі артады, бұл оның коррозияның екінші сатысында екенін және субстрат бетінде металл оксидті қабықшаның пайда болуын көрсетеді.Сол сияқты, уақыттың ұлғаюымен таза алюминий тотығы керамикалық жабынның кедергісі де артады, бұл осы уақытта керамикалық жабынның баяулау әсері болғанымен, электролит жабынның / матрицаның байланыс интерфейсіне еніп, оксидті қабықша пайда болғанын көрсетеді. химиялық реакция арқылы.
Құрамында 0,2% mwnt-cooh-sdbs бар алюминий тотығы жабыны, 0,2% графен бар алюминий тотығы жабыны және 0,2% mwnt-cooh-sdbs және 0,2% графен бар алюминий тотығы жабынымен салыстырғанда, жабынның кедергісі уақыт ұлғаюымен айтарлықтай төмендеді, төмендеді. тиісінше 22,94%, 25,60% және 9,61%, бұл электролиттің осы уақытта жабын мен субстрат арасындағы түйіспеге енбегенін көрсетеді, себебі көміртекті нанотүтіктер мен графеннің құрылымы электролиттің төмен қарай енуін блоктайды, осылайша қорғайды. матрица.Екеуінің синергетикалық әсері қосымша тексеріледі.Екі нано материалдан тұратын жабынның коррозияға төзімділігі жақсы.
Тафель қисығы және электр кедергісі мәнінің өзгеру қисығы арқылы графен, көміртекті нанотүтіктер және олардың қоспасы бар алюминий тотығы керамикалық жабыны металл матрицасының коррозияға төзімділігін жақсарта алатыны анықталды, ал екеуінің синергетикалық әсері коррозияны одан әрі жақсарта алады. жабысқақ керамикалық жабынның төзімділігі.Наноқоспалардың жабынның коррозияға төзімділігіне әсерін одан әрі зерттеу үшін коррозиядан кейінгі жабынның микро бетінің морфологиясы байқалды.
Жіберу
5-суретте (A1, A2, B1, B2) тот баспайтын болаттан жасалған 304 және қапталған таза алюминий тотығы бар керамиканың коррозиядан кейінгі әртүрлі үлкейтудегі беткі морфологиясы көрсетілген.5-суретте (А2) коррозиядан кейінгі беттің кедір-бұдыры болатыны көрсетілген.Жалаңаш субстрат үшін электролитке батырылғаннан кейін бетінде бірнеше үлкен коррозиялық шұңқырлар пайда болады, бұл жалаңаш металл матрицасының коррозияға төзімділігі нашар екенін және электролиттің матрицаға оңай енуін көрсетеді.Таза алюминий тотығы керамикалық жабын үшін, 5-суретте (В2) көрсетілгендей, коррозиядан кейін кеуекті коррозия арналары пайда болғанымен, таза алюминий тотығы керамикалық жабынының салыстырмалы тығыз құрылымы мен тамаша коррозияға төзімділігі электролиттің енуін тиімді блоктайды, бұл оның себебін түсіндіреді. глиноземикалық керамикалық жабынның кедергісін тиімді жақсарту.
Жіберу
mwnt-cooh-sdbs бетінің морфологиясы, 0,2% графен бар жабындар және 0,2% mwnt-cooh-sdbs және 0,2% графен бар жабындар.6-суреттегі (В2 және С2) құрамында графен бар екі жабынның тегіс құрылымы бар, жабындағы бөлшектер арасындағы байланыс тығыз, ал агрегат бөлшектері желіммен тығыз оралғанын көруге болады.Беті электролитпен эрозияға ұшырағанымен, кеуекті каналдар аз түзіледі.Коррозиядан кейін жабын беті тығыз және ақаулы құрылымдар аз.6-сурет (A1, A2) үшін mwnt-cooh-sdbs сипаттамаларына байланысты коррозияға дейінгі жабын біркелкі таралған кеуекті құрылым болып табылады.Коррозиядан кейін бастапқы бөліктің кеуектері тар және ұзын болып, арна тереңірек болады.6-суретпен (В2, С2) салыстырғанда құрылымның ақаулары көп, бұл электрохимиялық коррозияға сынаудан алынған жабын кедергісінің шамасының өлшемдік таралуына сәйкес келеді.Ол құрамында графен, әсіресе графен мен көміртекті нанотүтік қоспасы бар алюминий тотығы бар керамикалық жабынның коррозияға төзімділігі ең жақсы екенін көрсетеді.Себебі көміртекті нанотүтік пен графеннің құрылымы жарықшақтардың диффузиясын тиімді блоктай алады және матрицаны қорғай алады.
5. Талқылау және қорытындылау
Алюминий тотығы керамикалық жабындағы көміртекті нанотүтіктер мен графен қоспаларының коррозияға төзімділігін сынау және жабынның бетінің микроқұрылымын талдау арқылы келесі қорытындылар жасалды:
(1) Коррозия уақыты 19 сағ болғанда, 0,2% гибридті көміртекті нанотүтік + 0,2% графен аралас материалды алюминий тотығы керамикалық жабынды қосқанда, коррозия тоғының тығыздығы 2,890 × 10-6 А / см2-ден 1,536 × 10-6 А / дейін өсті. см2, электр кедергісі 11388 Ом-нан 28079 Ом-ға дейін артады, ал коррозияға төзімділік тиімділігі ең үлкен, 46,85%.Таза глиноземді керамикалық жабынмен салыстырғанда, графен және көміртекті нанотүтіктері бар композициялық жабын коррозияға жақсы төзімділікке ие.
(2) Электролиттің батыру уақытының ұлғаюымен электролит жабынның / субстраттың біріктірілген бетіне еніп, электролиттің субстратқа енуіне кедергі келтіретін металл оксидті қабықшаны шығарады.Электр кедергісі алдымен төмендейді, содан кейін жоғарылайды, ал таза алюминий тотығы керамикалық жабынның коррозияға төзімділігі нашар.Көміртекті нанотүтіктер мен графеннің құрылымы мен синергиясы электролиттің төмен қарай енуіне тосқауыл қойды.19,5 сағат бойы суланған кезде, нано материалдары бар жабынның электр кедергісі сәйкесінше 22,94%, 25,60% және 9,61% төмендеді, ал жабынның коррозияға төзімділігі жақсы болды.
6. Қаптаманың коррозияға төзімділігінің әсер ету механизмі
Тафель қисығы және электр кедергісі мәнінің өзгеру қисығы арқылы графен, көміртекті нанотүтіктер және олардың қоспасы бар алюминий тотығы керамикалық жабыны металл матрицасының коррозияға төзімділігін жақсарта алатыны анықталды, ал екеуінің синергетикалық әсері коррозияны одан әрі жақсарта алады. жабысқақ керамикалық жабынның төзімділігі.Наноқоспалардың жабынның коррозияға төзімділігіне әсерін одан әрі зерттеу үшін коррозиядан кейінгі жабынның микро бетінің морфологиясы байқалды.
5-суретте (A1, A2, B1, B2) тот баспайтын болаттан жасалған 304 және қапталған таза алюминий тотығы бар керамиканың коррозиядан кейінгі әртүрлі үлкейтудегі беткі морфологиясы көрсетілген.5-суретте (А2) коррозиядан кейінгі беттің кедір-бұдыры болатыны көрсетілген.Жалаңаш субстрат үшін электролитке батырылғаннан кейін бетінде бірнеше үлкен коррозиялық шұңқырлар пайда болады, бұл жалаңаш металл матрицасының коррозияға төзімділігі нашар екенін және электролиттің матрицаға оңай енуін көрсетеді.Таза алюминий тотығы керамикалық жабын үшін, 5-суретте (В2) көрсетілгендей, коррозиядан кейін кеуекті коррозия арналары пайда болғанымен, таза алюминий тотығы керамикалық жабынының салыстырмалы тығыз құрылымы мен тамаша коррозияға төзімділігі электролиттің енуін тиімді блоктайды, бұл оның себебін түсіндіреді. глиноземикалық керамикалық жабынның кедергісін тиімді жақсарту.
mwnt-cooh-sdbs бетінің морфологиясы, 0,2% графен бар жабындар және 0,2% mwnt-cooh-sdbs және 0,2% графен бар жабындар.6-суреттегі (В2 және С2) құрамында графен бар екі жабынның тегіс құрылымы бар, жабындағы бөлшектер арасындағы байланыс тығыз, ал агрегат бөлшектері желіммен тығыз оралғанын көруге болады.Беті электролитпен эрозияға ұшырағанымен, кеуекті каналдар аз түзіледі.Коррозиядан кейін жабын беті тығыз және ақаулы құрылымдар аз.6-сурет (A1, A2) үшін mwnt-cooh-sdbs сипаттамаларына байланысты коррозияға дейінгі жабын біркелкі таралған кеуекті құрылым болып табылады.Коррозиядан кейін бастапқы бөліктің кеуектері тар және ұзын болып, арна тереңірек болады.6-суретпен (В2, С2) салыстырғанда құрылымның ақаулары көп, бұл электрохимиялық коррозияға сынаудан алынған жабын кедергісінің шамасының өлшемдік таралуына сәйкес келеді.Ол құрамында графен, әсіресе графен мен көміртекті нанотүтік қоспасы бар алюминий тотығы бар керамикалық жабынның коррозияға төзімділігі ең жақсы екенін көрсетеді.Себебі көміртекті нанотүтік пен графеннің құрылымы жарықшақтардың диффузиясын тиімді блоктай алады және матрицаны қорғай алады.
7. Талқылау және қорытындылау
Алюминий тотығы керамикалық жабындағы көміртекті нанотүтіктер мен графен қоспаларының коррозияға төзімділігін сынау және жабынның бетінің микроқұрылымын талдау арқылы келесі қорытындылар жасалды:
(1) Коррозия уақыты 19 сағ болғанда, 0,2% гибридті көміртекті нанотүтік + 0,2% графен аралас материалды алюминий тотығы керамикалық жабынды қосқанда, коррозия тоғының тығыздығы 2,890 × 10-6 А / см2-ден 1,536 × 10-6 А / дейін өсті. см2, электр кедергісі 11388 Ом-нан 28079 Ом-ға дейін артады, ал коррозияға төзімділік тиімділігі ең үлкен, 46,85%.Таза глиноземді керамикалық жабынмен салыстырғанда, графен және көміртекті нанотүтіктері бар композициялық жабын коррозияға жақсы төзімділікке ие.
(2) Электролиттің батыру уақытының ұлғаюымен электролит жабынның / субстраттың біріктірілген бетіне еніп, электролиттің субстратқа енуіне кедергі келтіретін металл оксидті қабықшаны шығарады.Электр кедергісі алдымен төмендейді, содан кейін жоғарылайды, ал таза алюминий тотығы керамикалық жабынның коррозияға төзімділігі нашар.Көміртекті нанотүтіктер мен графеннің құрылымы мен синергиясы электролиттің төмен қарай енуіне тосқауыл қойды.19,5 сағат бойы суланған кезде, нано материалдары бар жабынның электр кедергісі сәйкесінше 22,94%, 25,60% және 9,61% төмендеді, ал жабынның коррозияға төзімділігі жақсы болды.
(3) Көміртекті нанотүтікшелердің сипаттамаларына байланысты тек көміртекті нанотүтіктермен қосылған жабын коррозияға дейін біркелкі бөлінген кеуекті құрылымға ие.Коррозиядан кейін бастапқы бөліктің кеуектері тар және ұзын болады, ал арналар тереңірек болады.Құрамында графен бар жабын коррозияға дейін тегіс құрылымға ие, жабындағы бөлшектер арасындағы комбинация жақын, ал агрегат бөлшектері желіммен тығыз оралған.Коррозиядан кейін беті электролитпен эрозияға ұшырағанымен, кеуекті каналдар аз және құрылымы әлі де тығыз.Көміртекті нанотүтіктер мен графеннің құрылымы жарықшақтың таралуын тиімді бөгеп, матрицаны қорғай алады.
Жіберу уақыты: 09 наурыз 2022 ж