1. Подготовка покрытия
Чтобы облегчить более поздний электрохимический тест, в качестве основания выбрано 30 мм × 4 мм 304 из нержавеющей стали. Польсоте и удалите остаточный оксидный слой и пятна ржавчины на поверхности подложки с наждачной бумагой, положите их в стакан, содержащий ацетон, обрабатывайте пятна на поверхности подложки с помощью ультразвукового чистящего средства Bagjie Electronic Изной мусор на поверхности металлического субстрата с спиртом и дистиллированной водой и высушите их воздуходувка. Затем глинозем (Al2O3), графен и гибридные углеродные нанотрубки (MWNT-COOHSDBS) были получены пропорциональными Шаровая мельница (QM-3SP2 на заводе Nanjing Nanda Instrument) для шарикового фрезерования и смешивания. Вращающаяся скорость шаровой мельницы была установлена на 220 об / мин, а шариковая мельница была повернута
После шарнирного фрезерования установите скорость вращения шарикового фрезевого бака, чтобы на 1/2 попеременно после завершения фрезерования шарика, и установите скорость поворота шарикового фрезевого бака, чтобы на 1/2 попеременно после завершения фрезерования шарика. Шаточный фрезерованный керамический заполнитель и переплет смешиваются равномерно в зависимости от массовой доли 1,0 ∶ 0,8. Наконец, керамическое покрытие было получено путем процесса отверждения.
2. Коррозионный тест
В этом исследовании электрохимический тест на коррозию принимает электрохимическую рабочую станцию Shanghai Chenhua CHI660E, и тест принимает тестируемой системой испытаний в три электрода. Платиновый электрод представляет собой вспомогательный электрод, электрод хлорида серебра является элементом справочного элемента, а образец с покрытием является рабочим электродом, с эффективной площадью 1cm2. Подключите элемент -электрод, работающий электрод и вспомогательный электрод в электролитической ячейке с прибором, как показано на рисунках 1 и 2. Перед тестированием замочите образец в электролите, который составляет 3,5% раствора NaCl.
3. Тафель анализ электрохимической коррозии покрытий
На рис. 3 показана кривая тафеля подложки без покрытия и керамическое покрытие, покрытое различными наносами, после электрохимической коррозии в течение 19 часов. Коррозионное напряжение, плотность тока коррозии и данные испытаний на электрический импеданс, полученные из теста на электрохимическую коррозию, показаны в таблице 1.
Представлять на рассмотрение
Когда плотность тока коррозии меньше и эффективность коррозионной сопротивления выше, эффект коррозионной сопротивления покрытия лучше. Из рисунка 3 и таблицы 1 видно, что когда время коррозии составляет 19 часов, максимальное напряжение коррозии матрицы голого металла составляет -0,680 В, а плотность тока коррозии матрицы также является самой большой, достигающей 2,890 × 10-6 /cm2。 При покрытии чистым керамическим покрытием глинозема плотность коррозионного тока снизилась до 78%, а PE составила 22,01%. Это показывает, что керамическое покрытие играет лучшую защитную роль и может улучшить коррозионную стойкость покрытия в нейтральном электролите.
Когда к покрытию добавляли 0,2% MWNT-COOH-SDB или 0,2% графена, плотность тока коррозии уменьшилась, сопротивление увеличилось, и коррозионное сопротивление покрытия было дополнительно улучшено, с PE 38,48% и 40,10% соответственно. Когда поверхность покрывается 0,2% MWNT-COOH-SDBS и 0,2% с глиноземным покрытием с графеном, ток коррозии дополнительно уменьшается с 2,890 × 10-6 а / см2 до 1,536 × 10-6 А / см2, максимальное сопротивление Значение увеличилось с 11388 Ом до 28079 Ом, а PE покрытия может достигать 46,85%. Это показывает, что приготовленный целевой продукт обладает хорошей коррозионной стойкостью, и синергетический эффект углеродных нанотрубок и графена может эффективно улучшить коррозионную стойкость керамического покрытия.
4. Влияние времени замачивания на импеданс покрытия
Чтобы дополнительно изучить коррозионную стойкость покрытия, учитывая влияние времени погружения образца в электролите на тест, получены кривые изменения четырех покрытий во время погружения, как показано на рисунке 4
Представлять на рассмотрение
На начальной стадии погружения (10 ч) из -за хорошей плотности и структуры покрытия электролит трудно погрузиться в покрытие. В это время керамическое покрытие показывает высокое сопротивление. После замачивания в течение определенного периода времени сопротивление значительно уменьшается, потому что с течением времени электролит постепенно образует канал коррозии через поры и трещины в покрытии и проникает в матрицу, что приводит к значительному снижению сопротивления покрытие.
На втором этапе, когда продукты коррозии увеличиваются до определенного количества, диффузия блокируется, а разрыв постепенно блокируется. В то же время, когда электролит проникает в границу связывания нижнего слоя / матрицы связы Проникновение электролита в матрицу и увеличивает значение сопротивления. Когда голой металлической матрицы электрохимически корродирована, большая часть зеленого флокулентного осаждения образуется в нижней части электролита. Электролитический раствор не изменял цвет при электролизе с покрытием образец, что может доказать существование вышеуказанной химической реакции.
Из -за короткого времени замачивания и больших внешних факторов влияния, чтобы дополнительно получить точную связь с электрохимическими параметрами, кривые Tafel 19 и 19,5 ч анализируются. Плотность и сопротивление тока коррозии, полученные с помощью программного обеспечения для анализа ZSIMPWIN, показаны в таблице 2. Можно обнаружить, что при пропитании в течение 19 часов по сравнению с голой субстратом плотность тока коррозии чистого глинозем и композитного покрытия оксида оксида оксида оксида оксида оксида оксида оксида оксида оксида оксида оксида оксида оксида оксида оксида оксида оксида оксида оксида оксида оксида оксида оксида оксида оксида оксида оксида оксида оксида меньше, а значение сопротивления больше. Значение сопротивления керамического покрытия, содержащего углеродные нанотрубки и покрытие, содержащее графен, почти одинаково, в то время как структура покрытия с нанотрубками углерода и графеновыми композитными материалами значительно увеличивается, это связано с тем, что синергетический эффект одномерных углеродных нанотрубков и двухмерного графена улучшает коррозионную стойкость материала.
При увеличении времени погружения (19,5 ч) сопротивление голого субстрата увеличивается, что указывает на то, что на поверхности подложки образуется вторая стадия коррозии, а на поверхности подложки производится пленка оксида металла. Аналогично, с увеличением времени, сопротивление чистого оксидного керамического покрытия также увеличивается, что указывает на то, что в это время, хотя существует замедление керамического покрытия, электролит проник в связующую интерфейс и матрицу и продуцировал оксидную пленку через химическую реакцию.
По сравнению с покрытием с алюмизмом, содержащим 0,2% MWNT-COOH-SDBS, покрытие с алюмизмом, содержащим 0,2% графена, и покрытие с алюмизмом, содержащее 0,2% MWNT-COOH-SDB и 0,2% графена, сопротивление покрытия значительно снизилось с увеличением времени, снижение. на 22,94%, 25,60% и 9,61% соответственно, что указывает на то, что электролит не проник в сустав Между покрытием и субстратом в это время это связано с тем, что структура углеродных нанотрубок и графен блокирует нисходящее проникновение электролита, защищая тем самым матрицу. Синергетический эффект этих двух подтверждается. Покрытие, содержащее два нано -материала, имеет лучшую коррозионную стойкость.
Через кривую тафеля и кривую изменения значения электрического импеданса обнаружено, что керамическое покрытие оксида глинозема с графеном, углеродными нанотрубками и их смесью может улучшить коррозионное сопротивление матрицы металла, и синергистический эффект этих двух может улучшить коррозию Сопротивление клеяного керамического покрытия. Чтобы дополнительно изучить влияние нано -добавок на коррозионную стойкость покрытия, наблюдалась микрофотология микропоявления после коррозии.
Представлять на рассмотрение
На рисунке 5 (A1, A2, B1, B2) показана морфология поверхности открытой 304 из нержавеющей стали и покрытой чистой глиноземной керамикой при различном увеличении после коррозии. Рисунок 5 (A2) показывает, что поверхность после коррозии становится грубой. Для обнаженного субстрата на поверхности появляются несколько больших коррозионных ям после погружения в электролит, что указывает на то, что коррозионное сопротивление голой металлической матрицы плохая, а электролит легко проникнуть в матрицу. Для чистого глиноземной керамического покрытия, как показано на рисунке 5 (B2), хотя пористые каналы коррозии генерируются после коррозии, относительно плотная структура и превосходная коррозионная стойкость керамического покрытия из чистого оксида глинозема эффективно блокируют инвазию электролита, что объясняет причину по сравнению с Эффективное улучшение импеданса керамического покрытия глинозема.
Представлять на рассмотрение
Морфология поверхности MWNT-COOH-SDB, покрытия, содержащие 0,2% графена и покрытия, содержащие 0,2% MWNT-COOH-SDBS и 0,2% графена. Можно видеть, что два покрытия, содержащих графен на рисунке 6 (B2 и C2), имеют плоскую структуру, связывание между частицами в покрытии плотное, а частицы заполнителя плотно обернуты клеем. Хотя поверхность разрушается электролитом, образуется меньше пор -каналов. После коррозии поверхность покрытия плотная, и есть несколько дефектных структур. Для рисунка 6 (A1, A2), из-за характеристик MWNT-COOH-SDBS, покрытие перед коррозией представляет собой равномерно распределенную пористую структуру. После коррозии поры исходной части становятся узкими и длинными, и канал становится глубже. По сравнению с рисунком 6 (B2, C2), структура имеет больше дефектов, что согласуется с распределением по размерам значения импеданса покрытия, полученным в результате электрохимического теста на коррозию. Он показывает, что глиноземное керамическое покрытие, содержащее графен, особенно смесь графена и углеродных нанотрубок, имеет наилучшую коррозионную стойкость. Это связано с тем, что структура углеродных нанотрубок и графена может эффективно блокировать диффузию трещины и защищать матрицу.
5. Обсуждение и краткое изложение
Благодаря тесту на коррозионную устойчивость к углеродным нанотрубкам и графеновым добавкам на керамическом покрытии оксида глинозема и анализ поверхностной микроструктуры покрытия, сделаны следующие выводы:
(1) Когда время коррозии составляло 19 ч, добавляя 0,2% гибридного углеродного нанотрубки + 0,2% графенового смешанного керамического покрытия, плотность тока коррозии увеличивалась с 2,890 × 10-6 А / см2 до 1,536 × 10-6 А. CM2, электрический импеданс увеличивается с 11388 Ом до 28079 Ом, и эффективность сопротивления коррозии является крупнейший, 46,85%. По сравнению с чистым глиноземным керамическим покрытием, композитное покрытие с графеновыми и углеродными нанотрубками обладает лучшей коррозионной стойкостью.
(2) При увеличении времени погружения электролита электролит проникает в поверхность соединения покрытия / субстрата с образованием оксидной пленки металла, что препятствует проникновению электролита в субстрат. Электрический импеданс сначала уменьшается, а затем увеличивается, и коррозионная стойкость чистого оксида глинозема керамического покрытия является плохим. Структура и синергия углеродных нанотрубок и графена блокировали вниз проникновение электролита. При пропитании в течение 19,5 часов электрическое импеданс покрытия, содержащего нано -материалы, уменьшился на 22,94%, 25,60% и 9,61% соответственно, и коррозионное сопротивление покрытия было хорошим.
6. Влияние механизм коррозионной устойчивости покрытия
Через кривую тафеля и кривую изменения значения электрического импеданса обнаружено, что керамическое покрытие оксида глинозема с графеном, углеродными нанотрубками и их смесью может улучшить коррозионное сопротивление матрицы металла, и синергистический эффект этих двух может улучшить коррозию Сопротивление клеяного керамического покрытия. Чтобы дополнительно изучить влияние нано -добавок на коррозионную стойкость покрытия, наблюдалась микрофотология микропоявления после коррозии.
На рисунке 5 (A1, A2, B1, B2) показана морфология поверхности открытой 304 из нержавеющей стали и покрытой чистой глиноземной керамикой при различном увеличении после коррозии. Рисунок 5 (A2) показывает, что поверхность после коррозии становится грубой. Для обнаженного субстрата на поверхности появляются несколько больших коррозионных ям после погружения в электролит, что указывает на то, что коррозионное сопротивление голой металлической матрицы плохая, а электролит легко проникнуть в матрицу. Для чистого глиноземной керамического покрытия, как показано на рисунке 5 (B2), хотя пористые каналы коррозии генерируются после коррозии, относительно плотная структура и превосходная коррозионная стойкость керамического покрытия из чистого оксида глинозема эффективно блокируют инвазию электролита, что объясняет причину по сравнению с Эффективное улучшение импеданса керамического покрытия глинозема.
Морфология поверхности MWNT-COOH-SDB, покрытия, содержащие 0,2% графена и покрытия, содержащие 0,2% MWNT-COOH-SDBS и 0,2% графена. Можно видеть, что два покрытия, содержащих графен на рисунке 6 (B2 и C2), имеют плоскую структуру, связывание между частицами в покрытии плотное, а частицы заполнителя плотно обернуты клеем. Хотя поверхность разрушается электролитом, образуется меньше пор -каналов. После коррозии поверхность покрытия плотная, и есть несколько дефектных структур. Для рисунка 6 (A1, A2), из-за характеристик MWNT-COOH-SDBS, покрытие перед коррозией представляет собой равномерно распределенную пористую структуру. После коррозии поры исходной части становятся узкими и длинными, и канал становится глубже. По сравнению с рисунком 6 (B2, C2), структура имеет больше дефектов, что согласуется с распределением по размерам значения импеданса покрытия, полученным в результате электрохимического теста на коррозию. Он показывает, что глиноземное керамическое покрытие, содержащее графен, особенно смесь графена и углеродных нанотрубок, имеет наилучшую коррозионную стойкость. Это связано с тем, что структура углеродных нанотрубок и графена может эффективно блокировать диффузию трещины и защищать матрицу.
7. Обсуждение и краткое изложение
Благодаря тесту на коррозионную устойчивость к углеродным нанотрубкам и графеновым добавкам на керамическом покрытии оксида глинозема и анализ поверхностной микроструктуры покрытия, сделаны следующие выводы:
(1) Когда время коррозии составляло 19 ч, добавляя 0,2% гибридного углеродного нанотрубки + 0,2% графенового смешанного керамического покрытия, плотность тока коррозии увеличивалась с 2,890 × 10-6 А / см2 до 1,536 × 10-6 А. CM2, электрический импеданс увеличивается с 11388 Ом до 28079 Ом, и эффективность сопротивления коррозии является крупнейший, 46,85%. По сравнению с чистым глиноземным керамическим покрытием, композитное покрытие с графеновыми и углеродными нанотрубками обладает лучшей коррозионной стойкостью.
(2) При увеличении времени погружения электролита электролит проникает в поверхность соединения покрытия / субстрата с образованием оксидной пленки металла, что препятствует проникновению электролита в субстрат. Электрический импеданс сначала уменьшается, а затем увеличивается, и коррозионная стойкость чистого оксида глинозема керамического покрытия является плохим. Структура и синергия углеродных нанотрубок и графена блокировали вниз проникновение электролита. При пропитании в течение 19,5 часов электрическое импеданс покрытия, содержащего нано -материалы, уменьшился на 22,94%, 25,60% и 9,61% соответственно, и коррозионное сопротивление покрытия было хорошим.
(3) Из -за характеристик углеродных нанотрубок покрытие, добавленное только углеродными нанотрубками, имеет равномерно распределенную пористую структуру перед коррозией. После коррозии поры исходной части становятся узкими и длинными, а каналы становятся глубже. Покрытие, содержащее графен, имеет плоскую структуру перед коррозией, комбинация между частицами в покрытии близок, а частицы агрегата плотно обернуты клеем. Хотя поверхность разрушается электролитом после коррозии, есть несколько пор -каналов, и структура все еще плотная. Структура углеродных нанотрубок и графена может эффективно блокировать распространение трещины и защитить матрицу.
Пост времени: марта 09-2022