1. Coating Voorbereiding
Om de latere elektrochemische test te vergemakkelijken, is 30 mm geselecteerd × 4 mm 304 roestvrij staal als basis. Pools en verwijder de resterende oxidelaag en roestvlekken op het oppervlak van het substraat met schuurpapier, leg ze in een beker die aceton bevat, behandel de vlekken op het oppervlak van het substraat met BG-06C ultrasone reiniger van Bangjie Electronics Company gedurende 20 minuten, verwijder Het slijtagepris op het oppervlak van het metalen substraat met alcohol en gedestilleerd water en drogen ze met een ventilator. Vervolgens werden aluminiumoxide (AL2O3), grafeen en hybride koolstof nanobuis (MWNT-COOHSDBS) in verhouding bereid (100: 0: 0, 99.8: 0.2: 0, 99.8: 0: 0.2, 99.6: 0.2: 0.2), en geplaatst in Een kogelmolen (QM-3SP2 van Nanjing Nanda Instrument Factory) voor balfrezen en mengen. De roterende snelheid van de kogelmolen werd ingesteld op 220 r / min en de balfabriek was gewend
Stel na de kogelfrezen de rotatiesnelheid van de balfrezentank op 1/2 afwisselend nadat de balfrees is voltooid en stel het de rotatiesnelheid van de balfreestank in afwisselend 1/2 afwisselend nadat het balfrees is voltooid. De bal gemalen keramische aggregaat en bindmiddel worden gelijkmatig gemengd volgens de massafractie van 1,0 ∶ 0,8. Ten slotte werd de lijm keramische coating verkregen door het uithardende proces.
2. Corrosietest
In deze studie hanteert de elektrochemische corrosietest Shanghai Chenhua Chi660E elektrochemisch werkstation, en de test neemt een drie -elektrode -testsysteem aan. De platina -elektrode is de hulpelektrode, de zilverzilverchloride -elektrode is de referentieelektrode en het gecoate monster is de werkelektrode, met een effectief blootstellingsgebied van 1 cm2. Sluit de referentie -elektrode, werkelektrode en hulpelektrode aan in de elektrolytische cel met het instrument, zoals getoond in figuren 1 en 2. Soming het monster in de elektrolyt, wat 3,5% NaCl -oplossing is.
3. Tafel -analyse van elektrochemische corrosie van coatings
Fig. 3 toont de Tafel -curve van niet -gecoate substraat en keramische coating gecoat met verschillende nano -additieven na elektrochemische corrosie gedurende 19 uur. De corrosiespanning, corrosiestroomdichtheid en testgegevens van elektrische impedantie verkregen uit elektrochemische corrosietest worden weergegeven in tabel 1.
Indienen
Wanneer de corrosiestroomdichtheid kleiner is en de corrosiebestendigheidsefficiëntie hoger is, is het corrosieweerstandseffect van de coating beter. Uit figuur 3 en tabel 1 is te zien dat wanneer de corrosietijd 19h is, de maximale corrosiespanning van kale metaalmatrix -0.680 V is en de corrosiestroomdichtheid van matrix ook de grootste is, tot 2,890 × 10-6 a. /cm2。 Indien gecoat met pure aluminiumoxide keramische coating, daalde de corrosiestroomdichtheid tot 78% en PE was 22,01%. Het laat zien dat de keramische coating een betere beschermende rol speelt en de corrosieweerstand van de coating in neutrale elektrolyt kan verbeteren.
Wanneer 0,2% MWNT-COOH-SDB's of 0,2% grafeen aan de coating werd toegevoegd, nam de corrosiestroomdichtheid af, nam de weerstand toe en werd de corrosieweerstand van de coating verder verbeterd, met PE van respectievelijk 38,48% en 40,10%. Wanneer het oppervlak wordt bekleed met 0,2% MWNT-COOH-SDB's en 0,2% grafeen gemengde aluminiumoxide-coating, wordt de corrosiestroom verder verminderd van 2,890 x 10-6 A / cm2 naar 1,536 x 10-6 A / cm2, de maximale resistentie Waarde, verhoogd van 11388 Ω tot 28079 Ω, en de PE van de coating kan 46,85%bereiken. Het laat zien dat het voorbereide doelproduct een goede corrosieweerstand heeft, en het synergetische effect van koolstofnanobuizen en grafeen kan de corrosieweerstand van keramische coating effectief verbeteren.
4. Effect van weken op coatingimpedantie
Om de corrosieweerstand van de coating verder te onderzoeken, rekening houdend met de invloed van de onderdompelingstijd van het monster in de elektrolyt op de test, worden de veranderingscurves van de weerstand van de vier coatings bij verschillende onderdompelingstijd verkregen, zoals getoond in figuur 4.
Indienen
In het beginfase van onderdompeling (10 uur), vanwege de goede dichtheid en structuur van de coating, is de elektrolyt moeilijk onder te dompelen in de coating. Op dit moment vertoont de keramische coating hoge weerstand. Na een periode van tijd te hebben genomen, neemt de weerstand aanzienlijk af, omdat de elektrolyt met het verstrijken van de tijd geleidelijk een corrosiekanaal vormt door de poriën en scheuren in de coating en doordringt in de matrix, wat resulteert in een significante afname van de weerstand van de weerstand van de coating.
In de tweede fase, wanneer de corrosieproducten tot een bepaalde hoeveelheid toenemen, wordt de diffusie geblokkeerd en wordt de opening geleidelijk geblokkeerd. Tegelijkertijd, wanneer de elektrolyt doordringt in het verbindingsinterface van de bindingsbodemlaag / matrix, zullen de watermoleculen reageren met het Fe -element in de matrix bij de coating / matrixverbinding om een dunne metaaloxidefilm te produceren, die het filmt dat een dunne metaaloxidefilm produceert, Penetratie van de elektrolyt in de matrix en verhoogt de weerstandswaarde. Wanneer de kale metaalmatrix elektrochemisch wordt gecorrodeerd, wordt de meeste groene vlokkelijke neerslag op de bodem van de elektrolyt geproduceerd. De elektrolytische oplossing veranderde niet van kleur bij het elektrolyseren van het gecoate monster, wat het bestaan van de bovenstaande chemische reactie kan bewijzen.
Vanwege de korte weken en grote externe invloedsfactoren, worden de Tafel -krommen van 19 uur en 19,5 uur geanalyseerd om de nauwkeurige veranderingsrelatie van elektrochemische parameters verder te verkrijgen. De corrosiestroomdichtheid en weerstand verkregen door Zsimpwin -analysesoftware worden weergegeven in tabel 2. Het kan worden gevonden dat wanneer gedurende 19 uur gedurende 19 uur wordt geweekt, vergeleken met het kale substraat, de corrosiestroomdichtheid van zuivere aluminiumoxide en aluminiumoxide -composietcoating die nano -additieve materialen bevatten, zijn kleiner en de weerstandswaarde is groter. De weerstandswaarde van keramische coating die koolstofnanobuizen en coating bevatten die grafeen bevatten, is bijna hetzelfde, terwijl de coatingstructuur met koolstofnanobuizen en grafeencomposietmaterialen aanzienlijk wordt verbeterd, dit komt omdat het synergetische effect van eendimensionale koolstofnanobuisjes en tweedimensionale grafeen is verbetert de corrosieweerstand van het materiaal.
Met de toename van de onderdompelingstijd (19,5 uur) neemt de weerstand van kale substraat toe, wat aangeeft dat deze zich in de tweede fase van corrosie en metaaloxidefilm bevindt op het oppervlak van het substraat. Evenzo neemt de weerstand van pure aluminiumoxide -keramische coating met de tijdstijging ook toe, wat aangeeft dat, hoewel er op dit moment, hoewel er het vertragende effect is van keramische coating, de elektrolyt het bindingsinterface van coating / matrix heeft geproduceerd en oxidefilm heeft geproduceerd en oxidefilm heeft geproduceerd door chemische reactie.
Vergeleken met de aluminiumoxide-coating die 0,2% MWNT-COOH-SDB's bevat, de aluminiumoxide-coating die 0,2% grafeen bevat en de aluminiumoxide-coating die 0,2% MWNT-COOH-SDB's en 0,2% grafeen bevatte, nam de coatingweerstand aanzienlijk af met de toename van de tijd, verlaagd, verlaag Met 22,94%, respectievelijk 25,60% en 9,61%, wat aangeeft dat de elektrolyt niet in het gewricht tussen De coating en het substraat op dit moment, dit komt omdat de structuur van koolstofnanobuizen en grafeen de neerwaartse penetratie van elektrolyt blokkeert, waardoor de matrix wordt beschermd. Het synergetische effect van de twee wordt verder geverifieerd. De coating met twee nano -materialen heeft een betere corrosieweerstand.
Door de tafelcurve en de veranderingscurve van elektrische impedantiewaarde, wordt vastgesteld dat de keramische coating van aluminiumoxide met grafeen, koolstofnanobuizen en hun mengsel de corrosieweerstand van metaalmatrix kunnen verbeteren, en het synergetische effect van de twee kan de corrosie verder verbeteren Weerstand van lijm keramische coating. Om het effect van nano -additieven op de corrosieweerstand van de coating verder te onderzoeken, werd de microoppervlakmorfologie van de coating na corrosie waargenomen.
Indienen
Figuur 5 (A1, A2, B1, B2) toont de oppervlaktemorfologie van blootgestelde 304 roestvrij staal en gecoat zuiver aluminiumoxide -keramiek bij verschillende vergroting na corrosie. Figuur 5 (A2) laat zien dat het oppervlak na corrosie ruw wordt. Voor het kale substraat verschijnen verschillende grote corrosiekuilen op het oppervlak na onderdompeling in elektrolyt, wat aangeeft dat de corrosieweerstand van de kale metaalmatrix slecht is en de elektrolyt gemakkelijk in de matrix te penetreren is. Voor pure aluminiumoxide keramische coating, zoals weergegeven in figuur 5 (B2), hoewel poreuze corrosiekanalen worden gegenereerd na corrosie, blokkeert de relatief dichte structuur en uitstekende corrosiebestendigheid van pure aluminiumoxide keramische coating effectief de invasie van elektrolyt, wat de reden voor het Effectieve verbetering van de impedantie van keramische coating van aluminiumoxide.
Indienen
Oppervlaktemorfologie van MWNT-COOH-SDB's, coatings die 0,2% grafeen en coatings bevatten die 0,2% MWNT-COOH-SDB's en 0,2% grafeen bevatten. Het is te zien dat de twee coatings die grafeen bevatten in figuur 6 (B2 en C2) platte structuur hebben, de binding tussen deeltjes in de coating strak is en de geaggregeerde deeltjes strak worden gewikkeld door lijm. Hoewel het oppervlak wordt geërodeerd door elektrolyt, worden minder poriënkanalen gevormd. Na corrosie is het coatingoppervlak dicht en zijn er weinig defectstructuren. Voor figuur 6 (A1, A2), vanwege de kenmerken van MWNT-COOH-SDB's, is de coating vóór corrosie een uniform verdeelde poreuze structuur. Na corrosie worden de poriën van het oorspronkelijke deel smal en lang en wordt het kanaal dieper. Vergeleken met figuur 6 (B2, C2) heeft de structuur meer defecten, wat consistent is met de grootteverdeling van coatingimpedantiewaarde verkregen uit elektrochemische corrosietest. Het laat zien dat de aluminiumoxide keramische coating die grafeen bevat, met name het mengsel van grafeen en koolstofnanobuis, de beste corrosieweerstand heeft. Dit komt omdat de structuur van koolstofnanobuis en grafeen de scheurdiffusie effectief kan blokkeren en de matrix kan beschermen.
5. Discussie en samenvatting
Via de corrosieweerstandstest van koolstofnanobuizen en grafeenadditieven op aluminiumoxide keramische coating en de analyse van de oppervlaktemicrostructuur van de coating, worden de volgende conclusies getrokken:
(1) Toen de corrosietijd 19 uur was, waardoor 0,2% hybride koolstof nanobuis + 0,2% grafeen gemengd materiaal keramische coating was, nam de corrosiestroomdichtheid toe van 2,890 x 10-6 a / cm2 tot 1,536 × 10-6 a / CM2, de elektrische impedantie wordt verhoogd van 11388 Ω tot 28079 Ω en de corrosieweerstandsefficiëntie is De grootste, 46,85%. Vergeleken met pure aluminiumoxide keramische coating, heeft de composietcoating met grafeen- en koolstofnanobuisjes een betere corrosieweerstand.
(2) Met de toename van de onderdompelingstijd van elektrolyt dringt de elektrolyt door in het gewrichtsoppervlak van coating / substraat om metaaloxidefilm te produceren, die de penetratie van elektrolyt in het substraat belemmert. De elektrische impedantie neemt eerst af en neemt vervolgens toe, en de corrosieweerstand van pure aluminiumoxide keramische coating is slecht. De structuur en synergie van koolstofnanobuisjes en grafeen blokkeerden de neerwaartse penetratie van elektrolyt. Wanneer gedurende 19,5 uur gedeeld, daalde de elektrische impedantie van de coating die nano -materialen bevat met respectievelijk 22,94%, 25,60% en 9,61%, en de corrosieweerstand van de coating was goed.
6. Invloedmechanisme van coatingcorrosieweerstand
Door de tafelcurve en de veranderingscurve van elektrische impedantiewaarde, wordt vastgesteld dat de keramische coating van aluminiumoxide met grafeen, koolstofnanobuizen en hun mengsel de corrosieweerstand van metaalmatrix kunnen verbeteren, en het synergetische effect van de twee kan de corrosie verder verbeteren Weerstand van lijm keramische coating. Om het effect van nano -additieven op de corrosieweerstand van de coating verder te onderzoeken, werd de microoppervlakmorfologie van de coating na corrosie waargenomen.
Figuur 5 (A1, A2, B1, B2) toont de oppervlaktemorfologie van blootgestelde 304 roestvrij staal en gecoat zuiver aluminiumoxide -keramiek bij verschillende vergroting na corrosie. Figuur 5 (A2) laat zien dat het oppervlak na corrosie ruw wordt. Voor het kale substraat verschijnen verschillende grote corrosiekuilen op het oppervlak na onderdompeling in elektrolyt, wat aangeeft dat de corrosieweerstand van de kale metaalmatrix slecht is en de elektrolyt gemakkelijk in de matrix te penetreren is. Voor pure aluminiumoxide keramische coating, zoals weergegeven in figuur 5 (B2), hoewel poreuze corrosiekanalen worden gegenereerd na corrosie, blokkeert de relatief dichte structuur en uitstekende corrosiebestendigheid van pure aluminiumoxide keramische coating effectief de invasie van elektrolyt, wat de reden voor het Effectieve verbetering van de impedantie van keramische coating van aluminiumoxide.
Oppervlaktemorfologie van MWNT-COOH-SDB's, coatings die 0,2% grafeen en coatings bevatten die 0,2% MWNT-COOH-SDB's en 0,2% grafeen bevatten. Het is te zien dat de twee coatings die grafeen bevatten in figuur 6 (B2 en C2) platte structuur hebben, de binding tussen deeltjes in de coating strak is en de geaggregeerde deeltjes strak worden gewikkeld door lijm. Hoewel het oppervlak wordt geërodeerd door elektrolyt, worden minder poriënkanalen gevormd. Na corrosie is het coatingoppervlak dicht en zijn er weinig defectstructuren. Voor figuur 6 (A1, A2), vanwege de kenmerken van MWNT-COOH-SDB's, is de coating vóór corrosie een uniform verdeelde poreuze structuur. Na corrosie worden de poriën van het oorspronkelijke deel smal en lang en wordt het kanaal dieper. Vergeleken met figuur 6 (B2, C2) heeft de structuur meer defecten, wat consistent is met de grootteverdeling van coatingimpedantiewaarde verkregen uit elektrochemische corrosietest. Het laat zien dat de aluminiumoxide keramische coating die grafeen bevat, met name het mengsel van grafeen en koolstofnanobuis, de beste corrosieweerstand heeft. Dit komt omdat de structuur van koolstofnanobuis en grafeen de scheurdiffusie effectief kan blokkeren en de matrix kan beschermen.
7. Discussie en samenvatting
Via de corrosieweerstandstest van koolstofnanobuizen en grafeenadditieven op aluminiumoxide keramische coating en de analyse van de oppervlaktemicrostructuur van de coating, worden de volgende conclusies getrokken:
(1) Toen de corrosietijd 19 uur was, waardoor 0,2% hybride koolstof nanobuis + 0,2% grafeen gemengd materiaal keramische coating was, nam de corrosiestroomdichtheid toe van 2,890 x 10-6 a / cm2 tot 1,536 × 10-6 a / CM2, de elektrische impedantie wordt verhoogd van 11388 Ω tot 28079 Ω en de corrosieweerstandsefficiëntie is De grootste, 46,85%. Vergeleken met pure aluminiumoxide keramische coating, heeft de composietcoating met grafeen- en koolstofnanobuisjes een betere corrosieweerstand.
(2) Met de toename van de onderdompelingstijd van elektrolyt dringt de elektrolyt door in het gewrichtsoppervlak van coating / substraat om metaaloxidefilm te produceren, die de penetratie van elektrolyt in het substraat belemmert. De elektrische impedantie neemt eerst af en neemt vervolgens toe, en de corrosieweerstand van pure aluminiumoxide keramische coating is slecht. De structuur en synergie van koolstofnanobuisjes en grafeen blokkeerden de neerwaartse penetratie van elektrolyt. Wanneer gedurende 19,5 uur gedeeld, daalde de elektrische impedantie van de coating die nano -materialen bevat met respectievelijk 22,94%, 25,60% en 9,61%, en de corrosieweerstand van de coating was goed.
(3) Vanwege de kenmerken van koolstofnanobuisjes heeft de coating die alleen met koolstofnanobuisjes is toegevoegd een uniform verdeelde poreuze structuur vóór corrosie. Na corrosie worden de poriën van het oorspronkelijke deel smal en lang en worden de kanalen dieper. De coating die grafeen bevat, heeft een vlakke structuur vóór corrosie, de combinatie tussen deeltjes in de coating is dichtbij en de geaggregeerde deeltjes zijn strak verpakt door lijm. Hoewel het oppervlak wordt geërodeerd door elektrolyt na corrosie, zijn er weinig poriënkanalen en is de structuur nog steeds dicht. De structuur van koolstofnanobuizen en grafeen kan de scheurvoortplanting effectief blokkeren en de matrix beschermen.
Posttijd: Mar-09-2022