1. Beschichtungsvorbereitung
Um den späteren elektrochemischen Test zu erleichtern, werden 30 mm × 4 mm 304 Edelstahl als Basis ausgewählt. Polieren und entfernen Sie die Restoxidschicht- und Rostflecken auf der Oberfläche des Substrats mit Sandpapier und setzen Sie sie in einen Becher, der Aceton enthält, die Flecken auf der Oberfläche des Substrats mit BG-06C-Ultraschallreiniger von Bangjie Electronics Company für 20 Minuten, entfernen Sie entfernen Die Abnutzung von Trümmern auf der Oberfläche des Metallsubstrats mit Alkohol und destilliertem Wasser und trocknen sie mit einem Gebläse. Dann wurden Alumina (Al2O3), Graphen- und Hybrid-Kohlenstoff-Nanoröhrchen (MWNT-CoOHSDBS) proportional (100: 0: 0, 99,8: 0,2: 0, 99,8: 0: 0,2, 99,6: 0,2: 0,2) vorbereitet, und setzen Eine Ballmühle (QM-3SP2 von Nanjing Nanda Instrumentenfabrik) zum Balling und Mischen. Die rotierende Geschwindigkeit der Kugelmühle wurde auf 220 R / min eingestellt, und die Kugelmühle wurde zugezogen
Stellen Sie nach dem Abschluss des Ballmräkens die Drehzahl des Ballmräkens nach dem Ballmahlen auf 1/2 und stellen Sie die Drehzahl des Kugelmräktanks auf 1/2 abwechselnd nach Abschluss des Ballmahlens auf 1/2. Das keramische Aggregat und die Bindemittel im Ball werden gleichmäßig gemäß dem Massenanteil von 1,0 ∶ 0,8 gemischt. Schließlich wurde die Kleberkeramikbeschichtung durch Heilungsprozess erhalten.
2. Korrosionstest
In dieser Studie wird der elektrochemische Korrosionstest Shanghai Chenhua Chi660e Electrochemical Workstation angewendet, und der Test verwendet ein Drei -Elektroden -Testsystem. Die Platinelektrode ist die Hilfselektrode, die Silbersilberchloridelektrode ist die Referenzelektrode und die beschichtete Probe ist die Arbeitelektrode mit einer effektiven Expositionsfläche von 1 cm2. Schließen Sie die Referenzelektrode, die Arbeitselektrode und die Hilfselektrode in der Elektrolytzelle mit dem Instrument an, wie in den Abbildungen 1 und 2. vor dem Test gezeigt, die Probe im Elektrolyten, was 3,5% NaCl -Lösung beträgt.
3. Tafelanalyse der elektrochemischen Korrosion von Beschichtungen
Fig. 3 zeigt die Tafelkurve von unbeschichtetem Substrat und Keramikbeschichtung mit verschiedenen Nano -Additiven nach elektrochemischer Korrosion für 19H. Die aus elektrochemischen Korrosionstest erhaltenen Korrosionsspannung, Korrosionsstromdichte und elektrische Impedanz -Testdaten sind in Tabelle 1 dargestellt.
Einreichen
Wenn die Korrosionsstromdichte kleiner ist und die Korrosionsbeständigkeitseffizienz höher ist, ist die Korrosionsbeständigkeitseffekte der Beschichtung besser. Aus Abbildung 3 und Tabelle 1 ist ersichtlich, dass, wenn die Korrosionszeit 19h ist /cm2。, wenn sie mit reiner Aluminiumoxid -Keramikbeschichtung beschichtet sind, nahm die Korrosionsstromdichte auf 78% ab und PE war 22,01%. Es zeigt, dass die Keramikbeschichtung eine bessere Schutzrolle spielt und die Korrosionsbeständigkeit der Beschichtung im neutralen Elektrolyten verbessern kann.
Wenn 0,2% MWNT-CoOH-SDBS oder 0,2% Graphen in die Beschichtung gegeben wurden, nahm die Korrosionsstromdichte ab, der Widerstand stieg und der Korrosionsbeständigkeit der Beschichtung wurde weiter verbessert, wobei PE von 38,48% bzw. 40,10%. Wenn die Oberfläche mit 0,2% MWNT-CoOH-SDBS und 0,2% Graphen-Mischung Aluminiumoxidbeschichtung beschichtet ist Der Wert, der von 11388 ω auf 28079 Ω erhöht wurde, und die PE der Beschichtung kann 46,85%erreichen. Es zeigt, dass das vorbereitete Zielprodukt eine gute Korrosionsbeständigkeit aufweist und der synergistische Effekt von Kohlenstoffnanoröhren und Graphen die Korrosionsbeständigkeit der Keramikbeschichtung effektiv verbessern kann.
4. Wirkung der Einweichenzeit auf die Beschichtungsimpedanz
Um den Korrosionsbeständigkeit der Beschichtung unter Berücksichtigung des Einflusses der Eintauchzeit der Probe im Elektrolyten beim Test weiter zu untersuchen 4.
Einreichen
Im Anfangsstadium des Eintauchens (10 h) ist der Elektrolyt aufgrund der guten Dichte und Struktur der Beschichtung schwer in die Beschichtung eintauchen. Zu dieser Zeit zeigt die Keramikbeschichtung einen hohen Widerstand. Nach dem Einweichen für einen bestimmten Zeitraum nimmt der Widerstand erheblich ab, da der Elektrolyte im Laufe der Zeit allmählich einen Korrosionskanal durch die Poren und Risse in der Beschichtung bildet und in die Matrix eindringt, was zu einer signifikanten Abnahme des Widerstands von führt die Beschichtung.
In der zweiten Stufe wird die Diffusion blockiert und die Lücke allmählich blockiert, wenn die Korrosionsprodukte auf eine bestimmte Menge ansteigen. Gleichzeitig reagieren die Wassermoleküle, wenn der Elektrolyte in die Bindungsgrenze der Bindungsunterschicht / Matrix eindringt Das Eindringen des Elektrolyten in die Matrix und erhöht den Widerstandswert. Wenn die bare Metallmatrix elektrochemisch korrodiert ist, wird der größte Teil des grün flockigen Niederschlags am Boden des Elektrolyten erzeugt. Die elektrolytische Lösung änderte bei der Elektrolysierung der beschichteten Probe nicht die Farbe, was die Existenz der obigen chemischen Reaktion beweisen kann.
Aufgrund der kurzen Einweichenzeit und der großen externen Einflussfaktoren, um die genaue Änderung der elektrochemischen Parameter weiter zu erhalten, werden die Tafel -Kurven von 19 h und 19,5 Stunden analysiert. Die von der ZSIMPWIN -Analyse -Software erhaltene Korrosionsstromdichte und -widerstand sind in Tabelle 2 gezeigt. Es ist festzustellen kleiner und der Widerstandswert ist größer. Der Resistenzwert der Keramikbeschichtung, die Kohlenstoffnanoröhren und das enthaltende Beschichtung enthält, ist nahezu gleich, während die Beschichtungsstruktur mit Kohlenstoffnanoröhren und Graphen-Verbundwerkstoffen signifikant verbessert ist verbessert den Korrosionsbeständigkeit des Materials.
Mit der Zunahme der Eintauchzeit (19,5 h) nimmt der Widerstand des nackten Substrats zu, was darauf hinweist, dass es sich in der zweiten Stufe von Korrosions- und Metalloxidfilm befindet, wird auf der Oberfläche des Substrats erzeugt. In ähnlicher Weise nimmt mit zunehmender Zeit der Widerstand der reinen Aluminiumoxid -Keramikbeschichtung ebenfalls zu, was darauf hinweist, dass der Elektrolyt zu diesem Zeitpunkt in die Bindungsgrenze von Beschichtung / Matrix durchdrungen ist und Oxidfilm erzeugt hat durch chemische Reaktion.
Im Vergleich zur Aluminiumoxidbeschichtung, die 0,2% MWNT-CoOH-SDBS enthält, enthielt die Aluminiumoxidbeschichtung, die 0,2% Graphen und die Aluminiumoxidbeschichtung enthält, die 0,2% MWNT-CoOH-SDBS und 0,2% Graphen enthielt um 22,94%, 25,60% bzw. 9,61%, was darauf hinweist, dass der Elektrolyte nicht in die Verbindung zwischen dem eindrang Beschichtung und das Substrat zu diesem Zeitpunkt blockieren dies daran, dass die Struktur von Kohlenstoffnanoröhren und Graphen die Abwärtsdurchdringung von Elektrolyt blockiert und so die Matrix schützt. Der synergistische Effekt der beiden wird weiter verifiziert. Die Beschichtung mit zwei Nanomaterialien hat eine bessere Korrosionsbeständigkeit.
Durch die Tafelkurve und die Änderungskurve des elektrischen Impedanzwert Widerstand der Kleberkeramikbeschichtung. Um die Wirkung von Nano -Additiven auf die Korrosionsbeständigkeit der Beschichtung weiter zu untersuchen, wurde die Morphologie der Mikrooberfläche nach Korrosion beobachtet.
Einreichen
Abbildung 5 (A1, A2, B1, B2) zeigt die Oberflächenmorphologie von freiliegenden 304 Edelstahl und beschichteten reinen Aluminiumoxidkeramik bei unterschiedlicher Vergrößerung nach Korrosion. Abbildung 5 (A2) zeigt, dass die Oberfläche nach Korrosion rau wird. Für das nackte Substrat treten nach dem Eintauchen in den Elektrolyten mehrere große Korrosionsgruben auf der Oberfläche auf, was darauf hinweist, dass die Korrosionsbeständigkeit der bloßen Metallmatrix schlecht ist und der Elektrolyt leicht in die Matrix eindringen kann. Für die reine Aluminiumoxid -Keramikbeschichtung, wie in 5 (B2) gezeigt, werden zwar poröse Korrosionskanäle nach Korrosion erzeugt, die relativ dichte Struktur und die hervorragende Korrosionsbeständigkeit der reinen Aluminiumoxid -Keramikbeschichtung blockieren die Invasion des Elektrolyten wirksam, was den Grund für die erklärt Effektive Verbesserung der Impedanz der aluminiumsischen Keramikbeschichtung.
Einreichen
Oberflächenmorphologie von MWNT-CoOH-SDBS, Beschichtungen, die 0,2% Graphen und Beschichtungen enthalten, die 0,2% MWNT-CoOH-SDBS und 0,2% Graphen enthalten. Es ist ersichtlich, dass die beiden Beschichtungen, die Graphen in Abbildung 6 (B2 und C2) enthalten, eine flache Struktur aufweisen, die Bindung zwischen Partikeln in der Beschichtung dicht und die Aggregatpartikel durch Klebstoff fest gepackt werden. Obwohl die Oberfläche durch Elektrolyt erodiert wird, werden weniger Porenkanäle gebildet. Nach der Korrosion ist die Beschichtungsoberfläche dicht und es gibt nur wenige Defektstrukturen. Für Abbildung 6 (A1, A2) ist die Beschichtung vor der Korrosion eine gleichmäßig verteilte poröse Struktur. Nach der Korrosion werden die Poren des ursprünglichen Teils eng und lang und der Kanal tiefer. Im Vergleich zu 6 (B2, C2) hat die Struktur mehr Defekte, was mit der Größenverteilung des Beschichtungsimpedanzwerts übereinstimmt, die aus dem elektrochemischen Korrosionstest erhalten wurden. Es zeigt, dass die Aluminiumoxid -Keramikbeschichtung, die Graphen enthält, insbesondere die Mischung aus Graphen- und Kohlenstoffnanoröhren, die beste Korrosionswiderstand aufweist. Dies liegt daran, dass die Struktur von Kohlenstoffnanoröhren und Graphen die Rissdiffusion wirksam blockieren und die Matrix schützen kann.
5. Diskussion und Zusammenfassung
Durch den Korrosionsbeständigkeitstest von Kohlenstoffnanoröhren und Graphen -Additiven zur aluminhaltigen Keramikbeschichtung und der Analyse der Oberflächenmikrostruktur der Beschichtung werden die folgenden Schlussfolgerungen gezogen:
(1) Wenn die Korrosionszeit 19 h betrug und 0,2% Hybridkohlenstoffnanoröhrchen + 0,2% Graphenmischmaterial Aluminiumoxid-Keramikbeschichtung hinzufügt, stieg die Korrosionsstromdichte von 2,890 × 10-6 A / cm2 auf 1,536 × 10-6 a / / CM2 wird die elektrische Impedanz von 11388 ω auf 28079 Ω erhöht, und die Korrosionswiderstandseffizienz ist die Größte, 46,85%. Im Vergleich zur reinen Aluminiumoxid -Keramikbeschichtung weist die Verbundbeschichtung mit Graphen- und Kohlenstoffnanoröhren eine bessere Korrosionsbeständigkeit auf.
(2) Mit der Zunahme der Eintauchzeit des Elektrolyten dringt der Elektrolyt in die Gelenkoberfläche von Beschichtung / Substrat ein, um Metalloxidfilm zu erzeugen, was die Eindringen von Elektrolyt in das Substrat behindert. Die elektrische Impedanz nimmt zuerst ab und nimmt dann zu, und die Korrosionsbeständigkeit der reinen Aluminiumoxid -Keramikbeschichtung ist schlecht. Die Struktur und Synergie von Kohlenstoffnanoröhren und Graphen blockierten die Abwärtsdurchdringung des Elektrolyten. Bei 19,5 h eingeweicht, nahm die elektrische Impedanz der Beschichtung, die Nanomaterialien enthielt, um 22,94%, 25,60% bzw. 9,61% ab, und die Korrosionsbeständigkeit der Beschichtung war gut.
6. Einflussmechanismus der Korrosionsresistenz von Beschichtung beeinflussen
Durch die Tafelkurve und die Änderungskurve des elektrischen Impedanzwert Widerstand der Kleberkeramikbeschichtung. Um die Wirkung von Nano -Additiven auf die Korrosionsbeständigkeit der Beschichtung weiter zu untersuchen, wurde die Morphologie der Mikrooberfläche nach Korrosion beobachtet.
Abbildung 5 (A1, A2, B1, B2) zeigt die Oberflächenmorphologie von freiliegenden 304 Edelstahl und beschichteten reinen Aluminiumoxidkeramik bei unterschiedlicher Vergrößerung nach Korrosion. Abbildung 5 (A2) zeigt, dass die Oberfläche nach Korrosion rau wird. Für das nackte Substrat treten nach dem Eintauchen in den Elektrolyten mehrere große Korrosionsgruben auf der Oberfläche auf, was darauf hinweist, dass die Korrosionsbeständigkeit der bloßen Metallmatrix schlecht ist und der Elektrolyt leicht in die Matrix eindringen kann. Für die reine Aluminiumoxid -Keramikbeschichtung, wie in 5 (B2) gezeigt, werden zwar poröse Korrosionskanäle nach Korrosion erzeugt, die relativ dichte Struktur und die hervorragende Korrosionsbeständigkeit der reinen Aluminiumoxid -Keramikbeschichtung blockieren die Invasion des Elektrolyten wirksam, was den Grund für die erklärt Effektive Verbesserung der Impedanz der aluminiumsischen Keramikbeschichtung.
Oberflächenmorphologie von MWNT-CoOH-SDBS, Beschichtungen, die 0,2% Graphen und Beschichtungen enthalten, die 0,2% MWNT-CoOH-SDBS und 0,2% Graphen enthalten. Es ist ersichtlich, dass die beiden Beschichtungen, die Graphen in Abbildung 6 (B2 und C2) enthalten, eine flache Struktur aufweisen, die Bindung zwischen Partikeln in der Beschichtung dicht und die Aggregatpartikel durch Klebstoff fest gepackt werden. Obwohl die Oberfläche durch Elektrolyt erodiert wird, werden weniger Porenkanäle gebildet. Nach der Korrosion ist die Beschichtungsoberfläche dicht und es gibt nur wenige Defektstrukturen. Für Abbildung 6 (A1, A2) ist die Beschichtung vor der Korrosion eine gleichmäßig verteilte poröse Struktur. Nach der Korrosion werden die Poren des ursprünglichen Teils eng und lang und der Kanal tiefer. Im Vergleich zu 6 (B2, C2) hat die Struktur mehr Defekte, was mit der Größenverteilung des Beschichtungsimpedanzwerts übereinstimmt, die aus dem elektrochemischen Korrosionstest erhalten wurden. Es zeigt, dass die Aluminiumoxid -Keramikbeschichtung, die Graphen enthält, insbesondere die Mischung aus Graphen- und Kohlenstoffnanoröhren, die beste Korrosionswiderstand aufweist. Dies liegt daran, dass die Struktur von Kohlenstoffnanoröhren und Graphen die Rissdiffusion wirksam blockieren und die Matrix schützen kann.
7. Diskussion und Zusammenfassung
Durch den Korrosionsbeständigkeitstest von Kohlenstoffnanoröhren und Graphen -Additiven zur aluminhaltigen Keramikbeschichtung und der Analyse der Oberflächenmikrostruktur der Beschichtung werden die folgenden Schlussfolgerungen gezogen:
(1) Wenn die Korrosionszeit 19 h betrug und 0,2% Hybridkohlenstoffnanoröhrchen + 0,2% Graphenmischmaterial Aluminiumoxid-Keramikbeschichtung hinzufügt, stieg die Korrosionsstromdichte von 2,890 × 10-6 A / cm2 auf 1,536 × 10-6 a / / CM2 wird die elektrische Impedanz von 11388 ω auf 28079 Ω erhöht, und die Korrosionswiderstandseffizienz ist die Größte, 46,85%. Im Vergleich zur reinen Aluminiumoxid -Keramikbeschichtung weist die Verbundbeschichtung mit Graphen- und Kohlenstoffnanoröhren eine bessere Korrosionsbeständigkeit auf.
(2) Mit der Zunahme der Eintauchzeit des Elektrolyten dringt der Elektrolyt in die Gelenkoberfläche von Beschichtung / Substrat ein, um Metalloxidfilm zu erzeugen, was die Eindringen von Elektrolyt in das Substrat behindert. Die elektrische Impedanz nimmt zuerst ab und nimmt dann zu, und die Korrosionsbeständigkeit der reinen Aluminiumoxid -Keramikbeschichtung ist schlecht. Die Struktur und Synergie von Kohlenstoffnanoröhren und Graphen blockierten die Abwärtsdurchdringung des Elektrolyten. Bei 19,5 h eingeweicht, nahm die elektrische Impedanz der Beschichtung, die Nanomaterialien enthielt, um 22,94%, 25,60% bzw. 9,61% ab, und die Korrosionsbeständigkeit der Beschichtung war gut.
(3) Aufgrund der Eigenschaften von Kohlenstoffnanoröhren weist die mit Kohlenstoffnanoröhren allein zugegebene Beschichtung vor der Korrosion eine gleichmäßig verteilte poröse Struktur auf. Nach Korrosion werden die Poren des ursprünglichen Teils eng und lang und die Kanäle tiefer. Die Beschichtung, die Graphen enthält, hat vor Korrosion eine flache Struktur, die Kombination zwischen Partikeln in der Beschichtung ist nahe und die Aggregatpartikel werden durch Klebstoff fest eingehackt. Obwohl die Oberfläche nach Korrosion durch Elektrolyt erodiert wird, gibt es nur wenige Porenkanäle und die Struktur ist immer noch dicht. Die Struktur von Kohlenstoffnanoröhren und Graphen kann die Rissausbreitung effektiv blockieren und die Matrix schützen.
Postzeit: März 09-2022