1. Preparazzjoni tal-kisi
Sabiex jiġi ffaċilitat it-test elettrokimiku aktar tard, 30mm hija magħżula × 4 mm 304 stainless steel bħala l-bażi.Pollakk u neħħi s-saff ta 'ossidu residwu u tikek tas-sadid fuq il-wiċċ tas-sottostrat b'sandpaper, poġġihom f'beaker li jkun fih l-aċetun, ittratta t-tbajja' fuq il-wiċċ tas-sottostrat b'bg-06c cleaner ultrasoniku tal-kumpanija tal-elettronika Bangjie għal 20min, neħħi id-debris tal-ilbies fuq il-wiċċ tas-sottostrat tal-metall bl-alkoħol u l-ilma distillat, u nixxefhom b'blower.Imbagħad, alumina (Al2O3), graphene u nanotubu tal-karbonju ibridu (mwnt-coohsdbs) ġew ippreparati fi proporzjon (100: 0: 0, 99.8: 0.2: 0, 99.8: 0: 0.2, 99.6: 0.2: 0.2), u mqiegħda fi mitħna tal-ballun (qm-3sp2 tal-fabbrika tal-istrumenti Nanjing NANDA) għat-tħin u t-taħlit tal-ballun.Il-veloċità li ddur tal-mitħna tal-ballun ġiet issettjata għal 220 R / min, u l-mitħna tal-ballun ġiet imdawwar għal
Wara t-tħin tal-ballun, issettja l-veloċità tar-rotazzjoni tat-tank tat-tħin tal-ballun biex tkun 1 / 2 alternattivament wara li jitlesta t-tħin tal-ballun, u ssettja l-veloċità tar-rotazzjoni tat-tank tat-tħin tal-ballun biex tkun 1 / 2 alternattivament wara li jitlesta t-tħin tal-ballun.L-aggregat taċ-ċeramika mitħun bil-ballun u l-binder jitħalltu b'mod uniformi skont il-frazzjoni tal-massa ta '1.0 ∶ 0.8.Fl-aħħarnett, il-kisja taċ-ċeramika adeżiva nkisbet permezz ta 'proċess ta' tqaddid.
2. Test tal-korrużjoni
F'dan l-istudju, it-test tal-korrużjoni elettrokimiku jadotta stazzjon tax-xogħol elettrokimiku ta 'Shanghai Chenhua chi660e, u t-test jadotta sistema tat-test ta' tliet elettrodi.L-elettrodu tal-platinu huwa l-elettrodu awżiljarju, l-elettrodu tal-klorur tal-fidda tal-fidda huwa l-elettrodu ta 'referenza, u l-kampjun miksi huwa l-elettrodu tax-xogħol, b'żona ta' espożizzjoni effettiva ta '1cm2.Qabbad l-elettrodu ta 'referenza, l-elettrodu tax-xogħol u l-elettrodu awżiljarju fiċ-ċellula elettrolitika ma' l-istrument, kif muri fil-Figuri 1 u 2. Qabel it-test, xarrab il-kampjun fl-elettrolit, li huwa 3.5% soluzzjoni ta 'NaCl.
3. Analiżi Tafel tal-korrużjoni elettrokimika tal-kisi
Fig. 3 turi l-kurva Tafel ta 'sottostrat mhux miksi u kisi taċ-ċeramika miksi b'addittivi nano differenti wara korrużjoni elettrokimika għal 19-il siegħa.Il-vultaġġ tal-korrużjoni, id-densità tal-kurrent tal-korrużjoni u d-dejta tat-test tal-impedenza elettrika miksuba mit-test tal-korrużjoni elettrokimiku huma murija fit-Tabella 1.
Issottometti
Meta d-densità tal-kurrent tal-korrużjoni tkun iżgħar u l-effiċjenza tar-reżistenza għall-korrużjoni tkun ogħla, l-effett tar-reżistenza għall-korrużjoni tal-kisi huwa aħjar.Jista 'jidher mill-Figura 3 u t-tabella 1 li meta l-ħin tal-korrużjoni huwa 19h, il-vultaġġ massimu tal-korrużjoni tal-matriċi tal-metall vojt huwa -0.680 V, u d-densità tal-kurrent tal-korrużjoni tal-matriċi hija wkoll l-akbar, u tilħaq 2.890 × 10-6 A /cm2 。 Meta miksija b'kisja taċ-ċeramika ta 'alumina pura, id-densità tal-kurrent tal-korrużjoni naqset għal 78% u PE kien 22.01%.Juri li l-kisi taċ-ċeramika għandu rwol protettiv aħjar u jista 'jtejjeb ir-reżistenza għall-korrużjoni tal-kisi fl-elettrolit newtrali.
Meta 0.2% mwnt-cooh-sdbs jew 0.2% graphene ġew miżjuda mal-kisi, id-densità tal-kurrent tal-korrużjoni naqset, ir-reżistenza żdiedet, u r-reżistenza għall-korrużjoni tal-kisja tjiebet aktar, b'PE ta '38.48% u 40.10% rispettivament.Meta l-wiċċ ikun miksi b'0.2% mwnt-cooh-sdbs u kisi ta 'alumina mħallta graphene 0.2%, il-kurrent tal-korrużjoni jitnaqqas aktar minn 2.890 × 10-6 A / cm2 'l isfel għal 1.536 × 10-6 A / cm2, ir-reżistenza massima valur, żdied minn 11388 Ω għal 28079 Ω, u l-PE tal-kisi jista 'jilħaq 46.85%.Juri li l-prodott ippreparat fil-mira għandu reżistenza tajba għall-korrużjoni, u l-effett sinerġistiku tan-nanotubi tal-karbonju u l-graffen jista 'jtejjeb b'mod effettiv ir-reżistenza għall-korrużjoni tal-kisi taċ-ċeramika.
4. Effett tal-ħin tat-tixrib fuq l-impedenza tal-kisi
Sabiex tiġi esplorata aktar ir-reżistenza għall-korrużjoni tal-kisi, meta titqies l-influwenza tal-ħin ta 'immersjoni tal-kampjun fl-elettrolit fuq it-test, jinkisbu l-kurvi tal-bidla tar-reżistenza tal-erba' kisjiet f'ħin ta 'immersjoni differenti, kif muri fil-Figura 4.
Issottometti
Fl-istadju inizjali ta 'immersjoni (10 h), minħabba d-densità tajba u l-istruttura tal-kisi, l-elettrolit huwa diffiċli biex tgħaddas fil-kisi.F'dan iż-żmien, il-kisi taċ-ċeramika juri reżistenza għolja.Wara t-tixrib għal perjodu ta 'żmien, ir-reżistenza tonqos b'mod sinifikanti, minħabba li mal-mogħdija taż-żmien, l-elettrolit gradwalment jifforma kanal ta' korrużjoni mill-pori u xquq fil-kisi u jippenetra fil-matriċi, li jirriżulta fi tnaqqis sinifikanti fir-reżistenza ta ' il-kisi.
Fit-tieni stadju, meta l-prodotti tal-korrużjoni jiżdiedu għal ċertu ammont, id-diffużjoni tiġi mblukkata u d-distakk jiġi mblukkat gradwalment.Fl-istess ħin, meta l-elettrolit jippenetra fl-interface tat-twaħħil tas-saff tal-qiegħ tat-twaħħil / matriċi, il-molekuli tal-ilma jirreaġixxu mal-element Fe fil-matriċi fil-junction tal-kisi / matriċi biex jipproduċu film rqiq tal-ossidu tal-metall, li jfixkel il- penetrazzjoni tal-elettrolit fil-matriċi u żżid il-valur tar-reżistenza.Meta l-matriċi tal-metall vojt tkun imsadda b'mod elettrokimiku, il-biċċa l-kbira tal-preċipitazzjoni flocculent ħadra tiġi prodotta fil-qiegħ tal-elettrolit.Is-soluzzjoni elettrolitika ma bidlitx il-kulur meta elettroliża l-kampjun miksi, li jista 'jipprova l-eżistenza tar-reazzjoni kimika ta' hawn fuq.
Minħabba l-ħin qasir ta 'tixrib u fatturi esterni kbar ta' influwenza, sabiex tinkiseb aktar ir-relazzjoni ta 'bidla preċiża tal-parametri elettrokimiċi, il-kurvi Tafel ta' 19 h u 19.5 h huma analizzati.Id-densità tal-kurrent tal-korrużjoni u r-reżistenza miksuba mis-softwer tal-analiżi zsimpwin huma murija fit-Tabella 2. Jista 'jinstab li meta mxarrba għal 19-il siegħa, meta mqabbel mas-sottostrat vojt, id-densità tal-kurrent tal-korrużjoni ta' alumina pura u kisi kompost tal-alumina li fih materjali nano addittivi huma iżgħar u l-valur tar-reżistenza huwa akbar.Il-valur tar-reżistenza tal-kisi taċ-ċeramika li jkun fih nanotubi tal-karbonju u kisi li jkun fih il-graffen huwa kważi l-istess, filwaqt li l-istruttura tal-kisi b'nanotubi tal-karbonju u materjali komposti tal-grafin hija mtejba b'mod sinifikanti, Dan minħabba li l-effett sinerġistiku ta 'nanotubi tal-karbonju b'dimensjoni waħda u grafen bidimensjonali itejjeb ir-reżistenza għall-korrużjoni tal-materjal.
Biż-żieda tal-ħin ta 'immersjoni (19.5 h), ir-reżistenza tas-sottostrat vojt tiżdied, u tindika li hija fit-tieni stadju tal-korrużjoni u l-film tal-ossidu tal-metall jiġi prodott fuq il-wiċċ tas-sottostrat.Bl-istess mod, biż-żieda taż-żmien, ir-reżistenza tal-kisja taċ-ċeramika tal-alumina pura tiżdied ukoll, u tindika li f'dan iż-żmien, għalkemm hemm l-effett ta 'tnaqqis tal-kisi taċ-ċeramika, l-elettrolit ippenetra l-interface tat-twaħħil tal-kisi / matriċi, u pproduċa film tal-ossidu permezz ta 'reazzjoni kimika.
Meta mqabbel mal-kisja tal-alumina li fiha 0.2% mwnt-cooh-sdbs, il-kisja tal-alumina li fiha 0.2% graphene u l-kisja tal-alumina li fiha 0.2% mwnt-cooh-sdbs u 0.2% graphene, ir-reżistenza tal-kisi naqset b'mod sinifikanti biż-żieda taż-żmien bi 22.94%, 25.60% u 9.61% rispettivament, li jindika li l-elettrolit ma ppenetrax fil-ġonta bejn il-kisi u s-sottostrat f'dan iż-żmien, Dan huwa minħabba li l-istruttura tan-nanotubi tal-karbonju u l-graffen timblokka l-penetrazzjoni 'l isfel tal-elettrolit, u b'hekk tipproteġi il-matriċi.L-effett sinerġistiku tat-tnejn huwa vverifikat aktar.Il-kisja li fiha żewġ materjali nano għandha reżistenza aħjar għall-korrużjoni.
Permezz tal-kurva Tafel u l-kurva tal-bidla tal-valur tal-impedenza elettrika, instab li l-kisi taċ-ċeramika tal-alumina bil-grafin, nanotubi tal-karbonju u t-taħlita tagħhom jistgħu jtejbu r-reżistenza għall-korrużjoni tal-matriċi tal-metall, u l-effett sinerġistiku tat-tnejn jista 'jtejjeb aktar il-korrużjoni reżistenza tal-kisja taċ-ċeramika adeżiva.Sabiex jiġi esplorat aktar l-effett tan-nano addittivi fuq ir-reżistenza għall-korrużjoni tal-kisi, ġiet osservata l-morfoloġija tal-wiċċ mikro tal-kisi wara l-korrużjoni.
Issottometti
Il-Figura 5 (A1, A2, B1, B2) turi l-morfoloġija tal-wiċċ ta 'l-istainless steel 304 espost u ċ-ċeramika ta' l-alumina pura miksija b'ingrandiment differenti wara l-korrużjoni.Figura 5 (A2) turi li l-wiċċ wara l-korrużjoni jsir mhux maħdum.Għas-sottostrat vojt, bosta ħofor kbar tal-korrużjoni jidhru fuq il-wiċċ wara l-immersjoni fl-elettrolit, li jindika li r-reżistenza għall-korrużjoni tal-matriċi tal-metall vojt hija fqira u l-elettrolit huwa faċli biex jippenetra fil-matriċi.Għal kisi taċ-ċeramika ta 'alumina pura, kif muri fil-Figura 5 (B2), għalkemm kanali ta' korrużjoni poruż huma ġġenerati wara l-korrużjoni, l-istruttura relattivament densa u r-reżistenza għall-korrużjoni eċċellenti tal-kisi taċ-ċeramika ta 'l-alumina pura effettivament jimblukkaw l-invażjoni ta' elettrolit, li jispjega r-raġuni għall- titjib effettiv tal-impedenza tal-kisi taċ-ċeramika tal-alumina.
Issottometti
Morfoloġija tal-wiċċ ta ' mwnt-cooh-sdbs, kisjiet li fihom 0.2% graphene u kisjiet li fihom 0.2% mwnt-cooh-sdbs u 0.2% graphene.Jista 'jidher li ż-żewġ kisjiet li fihom il-grafin fil-Figura 6 (B2 u C2) għandhom struttura ċatta, ir-rabta bejn il-partiċelli fil-kisja hija stretta, u l-partiċelli aggregati huma mgeżwra sewwa b'adeżiv.Għalkemm il-wiċċ huwa mnaqqar mill-elettrolit, huma ffurmati inqas kanali tal-pori.Wara l-korrużjoni, il-wiċċ tal-kisi huwa dens u hemm ftit strutturi ta 'difetti.Għall-Figura 6 (A1, A2), minħabba l-karatteristiċi ta ' mwnt-cooh-sdbs, il-kisja qabel il-korrużjoni hija struttura poruża mqassma b'mod uniformi.Wara l-korrużjoni, il-pori tal-parti oriġinali jsiru dojoq u twal, u l-kanal isir aktar profond.Meta mqabbel mal-Figura 6 (B2, C2), l-istruttura għandha aktar difetti, li hija konsistenti mad-distribuzzjoni tad-daqs tal-valur tal-impedenza tal-kisi miksub mit-test tal-korrużjoni elettrokimiku.Juri li l-kisja taċ-ċeramika ta 'l-alumina li fiha l-grafene, speċjalment it-taħlita ta' grafen u nanotubu tal-karbonju, għandha l-aħjar reżistenza għall-korrużjoni.Dan huwa minħabba li l-istruttura tan-nanotubu tal-karbonju u l-grafene jistgħu jimblukkaw b'mod effettiv id-diffużjoni tal-qsim u jipproteġu l-matriċi.
5. Diskussjoni u sommarju
Permezz tat-test tar-reżistenza għall-korrużjoni tan-nanotubi tal-karbonju u l-addittivi tal-grafin fuq il-kisi taċ-ċeramika tal-alumina u l-analiżi tal-mikrostruttura tal-wiċċ tal-kisi, jittieħdu l-konklużjonijiet li ġejjin:
(1) Meta l-ħin tal-korrużjoni kien 19-il siegħa, billi żżid 0.2% nanotubu tal-karbonju ibridu + 0.2% kisi taċ-ċeramika tal-alumina tal-materjal imħallat tal-graffen, id-densità tal-kurrent tal-korrużjoni żdiedet minn 2.890 × 10-6 A / cm2 'l isfel għal 1.536 × 10-6 A / cm2, l-impedenza elettrika tiżdied minn 11388 Ω għal 28079 Ω, u l-effiċjenza tar-reżistenza għall-korrużjoni hija l-akbar, 46.85%.Meta mqabbel ma 'kisi taċ-ċeramika ta' l-alumina pura, il-kisi kompost bil-grafin u n-nanotubi tal-karbonju għandu reżistenza aħjar għall-korrużjoni.
(2) Biż-żieda tal-ħin tal-immersjoni tal-elettrolit, l-elettrolit jippenetra fil-wiċċ tal-ġonta tal-kisi / sottostrat biex jipproduċi film tal-ossidu tal-metall, li jfixkel il-penetrazzjoni tal-elettrolit fis-sottostrat.L-impedenza elettrika l-ewwel tonqos u mbagħad tiżdied, u r-reżistenza għall-korrużjoni tal-kisja taċ-ċeramika tal-alumina pura hija fqira.L-istruttura u s-sinerġija tan-nanotubi tal-karbonju u l-graffen imblukkaw il-penetrazzjoni 'l isfel tal-elettrolit.Meta mxarrba għal 19.5 h, l-impedenza elettrika tal-kisja li fiha materjali nano naqset bi 22.94%, 25.60% u 9.61% rispettivament, u r-reżistenza għall-korrużjoni tal-kisja kienet tajba.
6. Mekkaniżmu ta 'influwenza tar-reżistenza għall-korrużjoni tal-kisi
Permezz tal-kurva Tafel u l-kurva tal-bidla tal-valur tal-impedenza elettrika, instab li l-kisi taċ-ċeramika tal-alumina bil-grafin, nanotubi tal-karbonju u t-taħlita tagħhom jistgħu jtejbu r-reżistenza għall-korrużjoni tal-matriċi tal-metall, u l-effett sinerġistiku tat-tnejn jista 'jtejjeb aktar il-korrużjoni reżistenza tal-kisja taċ-ċeramika adeżiva.Sabiex jiġi esplorat aktar l-effett tan-nano addittivi fuq ir-reżistenza għall-korrużjoni tal-kisi, ġiet osservata l-morfoloġija tal-wiċċ mikro tal-kisi wara l-korrużjoni.
Il-Figura 5 (A1, A2, B1, B2) turi l-morfoloġija tal-wiċċ ta 'l-istainless steel 304 espost u ċ-ċeramika ta' l-alumina pura miksija b'ingrandiment differenti wara l-korrużjoni.Figura 5 (A2) turi li l-wiċċ wara l-korrużjoni jsir mhux maħdum.Għas-sottostrat vojt, bosta ħofor kbar tal-korrużjoni jidhru fuq il-wiċċ wara l-immersjoni fl-elettrolit, li jindika li r-reżistenza għall-korrużjoni tal-matriċi tal-metall vojt hija fqira u l-elettrolit huwa faċli biex jippenetra fil-matriċi.Għal kisi taċ-ċeramika ta 'alumina pura, kif muri fil-Figura 5 (B2), għalkemm kanali ta' korrużjoni poruż huma ġġenerati wara l-korrużjoni, l-istruttura relattivament densa u r-reżistenza għall-korrużjoni eċċellenti tal-kisi taċ-ċeramika ta 'l-alumina pura effettivament jimblukkaw l-invażjoni ta' elettrolit, li jispjega r-raġuni għall- titjib effettiv tal-impedenza tal-kisi taċ-ċeramika tal-alumina.
Morfoloġija tal-wiċċ ta ' mwnt-cooh-sdbs, kisjiet li fihom 0.2% graphene u kisjiet li fihom 0.2% mwnt-cooh-sdbs u 0.2% graphene.Jista 'jidher li ż-żewġ kisjiet li fihom il-grafin fil-Figura 6 (B2 u C2) għandhom struttura ċatta, ir-rabta bejn il-partiċelli fil-kisja hija stretta, u l-partiċelli aggregati huma mgeżwra sewwa b'adeżiv.Għalkemm il-wiċċ huwa mnaqqar mill-elettrolit, huma ffurmati inqas kanali tal-pori.Wara l-korrużjoni, il-wiċċ tal-kisi huwa dens u hemm ftit strutturi ta 'difetti.Għall-Figura 6 (A1, A2), minħabba l-karatteristiċi ta ' mwnt-cooh-sdbs, il-kisja qabel il-korrużjoni hija struttura poruża mqassma b'mod uniformi.Wara l-korrużjoni, il-pori tal-parti oriġinali jsiru dojoq u twal, u l-kanal isir aktar profond.Meta mqabbel mal-Figura 6 (B2, C2), l-istruttura għandha aktar difetti, li hija konsistenti mad-distribuzzjoni tad-daqs tal-valur tal-impedenza tal-kisi miksub mit-test tal-korrużjoni elettrokimiku.Juri li l-kisja taċ-ċeramika ta 'l-alumina li fiha l-grafene, speċjalment it-taħlita ta' grafen u nanotubu tal-karbonju, għandha l-aħjar reżistenza għall-korrużjoni.Dan huwa minħabba li l-istruttura tan-nanotubu tal-karbonju u l-grafene jistgħu jimblukkaw b'mod effettiv id-diffużjoni tal-qsim u jipproteġu l-matriċi.
7. Diskussjoni u sommarju
Permezz tat-test tar-reżistenza għall-korrużjoni tan-nanotubi tal-karbonju u l-addittivi tal-grafin fuq il-kisi taċ-ċeramika tal-alumina u l-analiżi tal-mikrostruttura tal-wiċċ tal-kisi, jittieħdu l-konklużjonijiet li ġejjin:
(1) Meta l-ħin tal-korrużjoni kien 19-il siegħa, billi żżid 0.2% nanotubu tal-karbonju ibridu + 0.2% kisi taċ-ċeramika tal-alumina tal-materjal imħallat tal-graffen, id-densità tal-kurrent tal-korrużjoni żdiedet minn 2.890 × 10-6 A / cm2 'l isfel għal 1.536 × 10-6 A / cm2, l-impedenza elettrika tiżdied minn 11388 Ω għal 28079 Ω, u l-effiċjenza tar-reżistenza għall-korrużjoni hija l-akbar, 46.85%.Meta mqabbel ma 'kisi taċ-ċeramika ta' l-alumina pura, il-kisi kompost bil-grafin u n-nanotubi tal-karbonju għandu reżistenza aħjar għall-korrużjoni.
(2) Biż-żieda tal-ħin tal-immersjoni tal-elettrolit, l-elettrolit jippenetra fil-wiċċ tal-ġonta tal-kisi / sottostrat biex jipproduċi film tal-ossidu tal-metall, li jfixkel il-penetrazzjoni tal-elettrolit fis-sottostrat.L-impedenza elettrika l-ewwel tonqos u mbagħad tiżdied, u r-reżistenza għall-korrużjoni tal-kisja taċ-ċeramika tal-alumina pura hija fqira.L-istruttura u s-sinerġija tan-nanotubi tal-karbonju u l-graffen imblukkaw il-penetrazzjoni 'l isfel tal-elettrolit.Meta mxarrba għal 19.5 h, l-impedenza elettrika tal-kisja li fiha materjali nano naqset bi 22.94%, 25.60% u 9.61% rispettivament, u r-reżistenza għall-korrużjoni tal-kisja kienet tajba.
(3) Minħabba l-karatteristiċi tan-nanotubi tal-karbonju, il-kisja miżjuda man-nanotubi tal-karbonju waħedha għandha struttura poruża mqassma b'mod uniformi qabel il-korrużjoni.Wara l-korrużjoni, il-pori tal-parti oriġinali jsiru dojoq u twal, u l-kanali jsiru aktar profondi.Il-kisja li fiha l-grafene għandha struttura ċatta qabel il-korrużjoni, il-kombinazzjoni bejn il-partiċelli fil-kisja hija qrib, u l-partiċelli aggregati huma mgeżwra sewwa bil-kolla.Għalkemm il-wiċċ huwa mnaqqar mill-elettrolit wara l-korrużjoni, hemm ftit kanali tal-pori u l-istruttura għadha densa.L-istruttura tan-nanotubi tal-karbonju u l-grafene jistgħu jimblukkaw b'mod effettiv il-propagazzjoni tal-qsim u jipproteġu l-matriċi.
Ħin tal-post: Mar-09-2022