1. 코팅 준비
후기 전기 화학 시험을 용이하게하기 위해, 30mm는 × 4 mm 304 스테인리스 스틸을베이스로 선택한다. 산화물 층과 사포가있는 기판 표면의 잔류 산화물 층과 녹 반관을 닦아 내고 아세톤을 함유 한 비이커에 넣고 BG-06C 전자 회사의 초음파 클리너를 20 분 동안 기판 표면의 얼룩을 처리하십시오. 금속 기질 표면에 알코올과 증류수가있는 마모 파편은 송풍기로 건조시킵니다. 그런 다음, 알루미나 (AL2O3), 그래 핀 및 하이브리드 탄소 나노 튜브 (MWNT-COOHSDB)를 비례 적으로 제조하고 (100 : 0 : 0, 99.8 : 0.2 : 0, 99.8 : 0 : 0.2, 99.6 : 0.2) 볼 밀링 및 믹싱을위한 볼 밀 (Nanjing Nanda Instrument Factory의 QM-3SP2). 볼 밀의 회전 속도는 220 r / min으로 설정되었고 볼 공장은
볼 밀링 후, 볼 밀링 탱크의 회전 속도를 볼 밀링이 완료된 후 번갈아 볼 밀링 탱크의 회전 속도를 1 / 2로 설정하고 볼 밀링 탱크의 회전 속도를 볼 밀링이 완료된 후 1 / 2로 설정하십시오. 볼 밀링 세라믹 골재 및 바인더는 질량 분율 1.0 ℃ 0.8에 따라 골고루 혼합된다. 마지막으로, 접착제 세라믹 코팅은 경화 공정에 의해 얻어졌다.
2. 부식 테스트
이 연구에서 전기 화학적 부식 테스트는 상하이 chenhua Chi660E 전기 화학 워크 스테이션을 채택하고 테스트는 3 개의 전극 테스트 시스템을 채택합니다. 백금 전극은 보조 전극이고, 은은 염화상 전극은 기준 전극이며, 코팅 된 샘플은 효과적인 노출 면적이 1cm2 인 작동 전극이다. 도 1 및 2에 도시 된 바와 같이, 전해 셀의 기준 전극, 작동 전극 및 보조 전극을 기기와 함께, 테스트 전에 샘플을 3.5% NaCL 용액 인 전해질에 담그십시오.
3. 코팅의 전기 화학적 부식의 Tafel 분석
도 3은 19 시간 동안 전기 화학적 부식 후 상이한 나노 첨가제로 코팅 된 미지급 기판 및 세라믹 코팅의 타펠 곡선을 보여준다. 전기 화학 부식 시험에서 얻은 부식 전압, 부식 전류 밀도 및 전기 임피던스 테스트 데이터가 표 1에 나와 있습니다.
제출하다
부식 전류 밀도가 더 작고 부식 저항 효율이 더 높으면 코팅의 내식성 저항 효과가 더 좋습니다. 부식 시간이 19H 일 때 베어 메탈 매트릭스의 최대 부식 전압은 -0.680 V이고 매트릭스의 부식 전류 밀도도 2.890 × 10-6 a에 도달합니다. /cm2。 순수한 알루미나 세라믹 코팅으로 코팅 될 때, 부식 전류 밀도는 78%로 감소했고 PE는 22.01%였다. 세라믹 코팅이 더 나은 보호 역할을하며 중성 전해질에서 코팅의 내식성을 향상시킬 수 있음을 보여줍니다.
0.2% MWNT-COOH-SDB 또는 0.2% 그래 핀을 코팅에 첨가했을 때, 부식 전류 밀도가 감소하고, 저항이 증가했으며, 코팅의 부식성이 각각 38.48% 및 40.10%로 코팅의 부식성이 각각 개선되었다. 표면이 0.2% MWNT-CooH-SDB 및 0.2% 그래 핀 혼합 알루미나 코팅으로 코팅되면 부식 전류는 2.890 × 10-6 A / CM2에서 1.536 × 10-6 A / CM2에서 추가로 감소합니다. 값은 11388 Ω에서 28079 Ω로 증가했으며 코팅의 PE는 46.85%에 도달 할 수 있습니다. 제조 된 표적 제품은 우수한 내식성을 갖고, 탄소 나노 튜브 및 그래 핀의 상승 효과는 세라믹 코팅의 내식성을 효과적으로 향상시킬 수 있음을 보여준다.
4. 코팅 임피던스에 담그는 시간의 효과
테스트 중 전해질에서 샘플의 침지 시간의 영향을 고려하여 코팅의 부식 저항을 더 탐색하기 위해, 다른 침지 시간에서 4 개의 코팅의 저항의 변화 곡선이 얻어진다. 4.
제출하다
침지의 초기 단계 (10 시간)에서 코팅의 밀도 및 구조로 인해 전해질은 코팅에 담근하기가 어렵다. 현재 세라믹 코팅은 높은 저항을 나타냅니다. 일정 기간 동안 몸을 담근 후에, 내성은 시간이 지남에 따라 전해질이 점차적으로 코팅의 기공 및 균열을 통해 부식 채널을 형성하고 매트릭스로 침투하여 내성의 현저한 저항을 감소시키기 때문에 저항은 크게 감소한다. 코팅.
두 번째 단계에서, 부식 생성물이 일정량으로 증가하면 확산이 차단되고 갭이 점차 차단된다. 동시에, 전해질이 결합 바닥 층 / 매트릭스의 결합 인터페이스에 침투하면, 물 분자는 코팅 / 매트릭스 접합부에서 매트릭스의 Fe 요소와 반응하여 얇은 금속 필름을 생성하여 전해질을 매트릭스로 침투시키고 저항 값을 증가시킵니다. 베어 메탈 매트릭스가 전기 화학적으로 부식 될 때, 대부분의 녹색 응집 침전은 전해질의 바닥에서 생성된다. 전해 용액은 코팅 된 샘플을 전해할 때 색상이 변하지 않았으며, 이는 상기 화학 반응의 존재를 증명할 수 있습니다.
전기 화학적 파라미터의 정확한 변화 관계를 더욱 얻기 위해 짧은 몸을 담그는 시간과 큰 외부 영향 요인으로 인해 19 시간 및 19.5 시간의 Tafel 곡선을 분석합니다. ZSIMPWIN 분석 소프트웨어에 의해 얻어진 부식 전류 밀도 및 저항은 표 2에 나와 있습니다. 베어 기판과 비교하여 19 시간 동안 담그면 순수한 알루미나 및 알루미나 복합 코팅의 부식 전류 밀도가 나노 첨가제 재료를 포함하는 것을 발견 할 수 있습니다. 더 작고 저항 값이 더 큽니다. 탄소 나노 튜브 및 그래 핀을 함유하는 코팅을 함유하는 세라믹 코팅의 저항 값은 거의 동일하지만, 탄소 나노 튜브 및 그래 핀 복합 재료를 갖는 코팅 구조는 상당히 향상되기 때문에 1 차원 탄소 나노 튜브 및 2 차원 그래 핀의 상승 효과가 있기 때문입니다. 재료의 부식 저항을 향상시킵니다.
침지 시간 (19.5 시간)이 증가함에 따라, 베어 기판의 저항이 증가하여, 이는 부식의 두 번째 단계에 있고 금속 산화물 필름이 기질 표면에서 생성됨을 나타낸다. 유사하게, 시간이 증가함에 따라, 순수한 알루미나 세라믹 코팅의 저항도 증가하여, 현재 세라믹 코팅의 느린 효과가 있지만, 전해질은 코팅 / 매트릭스의 결합 인터페이스를 침투하고 산화 산화물 필름의 결합 인터페이스를 관통했음을 나타냅니다. 화학 반응을 통해.
. 각각 22.94%, 25.60% 및 9.61%, 전해질이 관절 사이에 침투하지 않았 음을 나타냅니다. 이 시점에서 코팅 및 기판은 탄소 나노 튜브 및 그래 핀의 구조가 전해질의 하향 침투를 차단하여 매트릭스를 보호하기 때문입니다. 이 둘의 상승 효과가 추가로 확인됩니다. 2 개의 나노 물질을 함유하는 코팅은 더 나은 내식성을 갖는다.
Tafel 곡선 및 전기 임피던스 값의 변화 곡선을 통해, 그래 핀, 탄소 나노 튜브 및 혼합물로 Alumina 세라믹 코팅이 금속 매트릭스의 부식성을 향상시킬 수 있으며,이 둘의 상승 효과는 부식을 더욱 향상시킬 수 있음이 밝혀졌습니다. 접착제 세라믹 코팅의 저항. 코팅의 부식 저항에 대한 나노 첨가제의 효과를 추가로 탐색하기 위해, 부식 후 코팅의 미세 표면 형태가 관찰되었다.
제출하다
그림 5 (A1, A2, B1, B2)는 부식 후 다른 배율에서 노출 된 304 스테인레스 스틸 및 코팅 된 순수 알루미나 세라믹의 표면 형태를 보여줍니다. 그림 5 (A2)는 부식 후 표면이 거칠어 졌음을 보여줍니다. 베어 기판의 경우, 전해질에 침지 된 후 표면에 여러 개의 큰 부식 구덩이가 나타나고, 이는 베어 메탈 매트릭스의 부식 저항이 불량하고 전해질이 매트릭스에 쉽게 침투 할 수 있음을 나타냅니다. 순수한 알루미나 세라믹 코팅의 경우,도 5 (B2)에 도시 된 바와 같이, 다공성 부식 채널은 부식 후에 생성되지만, 순수한 알루미나 세라믹 코팅의 비교적 조밀 한 구조 및 우수한 부식 저항은 전해질의 침습을 효과적으로 차단한다. 알루미나 세라믹 코팅의 임피던스의 효과적인 개선.
제출하다
MWNT-COOH-SDBS의 표면 형태, 0.2% 그래 핀을 함유하는 코팅 및 0.2% MWNT-COOH-SDB 및 0.2% 그래 핀을 함유하는 코팅. 도 6 (B2 및 C2)에서 그래 핀을 함유하는 2 개의 코팅은 평평한 구조를 가지며, 코팅의 입자 사이의 결합은 단단하고, 응집체 입자는 접착제에 의해 단단히 감염시킨다. 표면은 전해질에 의해 침식되지만, 더 적은 기공 채널이 형성된다. 부식 후, 코팅 표면은 밀도가 높고 결함 구조가 거의 없습니다. MWNT-COOH-SDB의 특성으로 인해도 6 (A1, A2)의 경우, 부식 전 코팅은 균일하게 분포 된 다공성 구조이다. 부식 후, 원래 부품의 모공이 좁고 길어지고 채널이 더 깊어집니다. 도 6 (B2, C2)과 비교하여, 구조는 더 많은 결함을 가지며, 이는 전기 화학적 부식 시험에서 얻은 코팅 임피던스 값의 크기 분포와 일치한다. 그것은 그래 핀을 함유 한 알루미나 세라믹 코팅, 특히 그래 핀 및 탄소 나노 튜브의 혼합물이 가장 잘 내식성을 갖는다는 것을 보여준다. 이는 탄소 나노 튜브 및 그래 핀의 구조가 균열 확산을 효과적으로 차단하고 매트릭스를 보호 할 수 있기 때문입니다.
5. 토론 및 요약
알루미나 세라믹 코팅에 대한 탄소 나노 튜브 및 그래 핀 첨가제의 부식 저항 테스트 및 코팅의 표면 미세 구조 분석을 통해 다음과 같은 결론이 그려진다.
(1) 부식 시간이 19 시간 인 경우 0.2% 하이브리드 탄소 나노 튜브 + 0.2% 그래 핀 혼합 재료 알루미나 세라믹 코팅을 첨가하면 부식 전류 밀도는 2.890 × 10-6 A / CM2에서 1.536 × 10-6 A /로 증가했습니다. CM2, 전기 임피던스는 11388 Ω에서 28079 Ω로 증가하고 부식성 저항 효율은 가장 큰 46.85%. 순수한 알루미나 세라믹 코팅과 비교하여, 그래 핀 및 탄소 나노 튜브와 복합 코팅은 더 나은 내식성을 갖는다.
(2) 전해질의 침지 시간이 증가함에 따라, 전해질은 코팅 / 기판의 관절 표면으로 침투하여 금속 산화물 필름을 생성하여 전해질의 침투를 기질로의 침투시킨다. 전기 임피던스는 먼저 감소한 다음 증가하며 순수한 알루미나 세라믹 코팅의 부식 저항은 열악합니다. 탄소 나노 튜브 및 그래 핀의 구조와 시너지 효과는 전해질의 하향 침투를 차단 하였다. 19.5 시간 동안 담그면, 나노 물질을 함유하는 코팅의 전기 임피던스는 각각 22.94%, 25.60% 및 9.61% 감소했으며, 코팅의 부식 저항이 좋았다.
6. 코팅 부식 저항의 영향 메커니즘
Tafel 곡선 및 전기 임피던스 값의 변화 곡선을 통해, 그래 핀, 탄소 나노 튜브 및 혼합물로 Alumina 세라믹 코팅이 금속 매트릭스의 부식성을 향상시킬 수 있으며,이 둘의 상승 효과는 부식을 더욱 향상시킬 수 있음이 밝혀졌습니다. 접착제 세라믹 코팅의 저항. 코팅의 부식 저항에 대한 나노 첨가제의 효과를 추가로 탐색하기 위해, 부식 후 코팅의 미세 표면 형태가 관찰되었다.
그림 5 (A1, A2, B1, B2)는 부식 후 다른 배율에서 노출 된 304 스테인레스 스틸 및 코팅 된 순수 알루미나 세라믹의 표면 형태를 보여줍니다. 그림 5 (A2)는 부식 후 표면이 거칠어 졌음을 보여줍니다. 베어 기판의 경우, 전해질에 침지 된 후 표면에 여러 개의 큰 부식 구덩이가 나타나고, 이는 베어 메탈 매트릭스의 부식 저항이 불량하고 전해질이 매트릭스에 쉽게 침투 할 수 있음을 나타냅니다. 순수한 알루미나 세라믹 코팅의 경우,도 5 (B2)에 도시 된 바와 같이, 다공성 부식 채널은 부식 후에 생성되지만, 순수한 알루미나 세라믹 코팅의 비교적 조밀 한 구조 및 우수한 부식 저항은 전해질의 침습을 효과적으로 차단한다. 알루미나 세라믹 코팅의 임피던스의 효과적인 개선.
MWNT-COOH-SDBS의 표면 형태, 0.2% 그래 핀을 함유하는 코팅 및 0.2% MWNT-COOH-SDB 및 0.2% 그래 핀을 함유하는 코팅. 도 6 (B2 및 C2)에서 그래 핀을 함유하는 2 개의 코팅은 평평한 구조를 가지며, 코팅의 입자 사이의 결합은 단단하고, 응집체 입자는 접착제에 의해 단단히 감염시킨다. 표면은 전해질에 의해 침식되지만, 더 적은 기공 채널이 형성된다. 부식 후, 코팅 표면은 밀도가 높고 결함 구조가 거의 없습니다. MWNT-COOH-SDB의 특성으로 인해도 6 (A1, A2)의 경우, 부식 전 코팅은 균일하게 분포 된 다공성 구조이다. 부식 후, 원래 부품의 모공이 좁고 길어지고 채널이 더 깊어집니다. 도 6 (B2, C2)과 비교하여, 구조는 더 많은 결함을 가지며, 이는 전기 화학적 부식 시험에서 얻은 코팅 임피던스 값의 크기 분포와 일치한다. 그것은 그래 핀을 함유 한 알루미나 세라믹 코팅, 특히 그래 핀 및 탄소 나노 튜브의 혼합물이 가장 잘 내식성을 갖는다는 것을 보여준다. 이는 탄소 나노 튜브 및 그래 핀의 구조가 균열 확산을 효과적으로 차단하고 매트릭스를 보호 할 수 있기 때문입니다.
7. 토론 및 요약
알루미나 세라믹 코팅에 대한 탄소 나노 튜브 및 그래 핀 첨가제의 부식 저항 테스트 및 코팅의 표면 미세 구조 분석을 통해 다음과 같은 결론이 그려진다.
(1) 부식 시간이 19 시간 인 경우 0.2% 하이브리드 탄소 나노 튜브 + 0.2% 그래 핀 혼합 재료 알루미나 세라믹 코팅을 첨가하면 부식 전류 밀도는 2.890 × 10-6 A / CM2에서 1.536 × 10-6 A /로 증가했습니다. CM2, 전기 임피던스는 11388 Ω에서 28079 Ω로 증가하고 부식성 저항 효율은 가장 큰 46.85%. 순수한 알루미나 세라믹 코팅과 비교하여, 그래 핀 및 탄소 나노 튜브와 복합 코팅은 더 나은 내식성을 갖는다.
(2) 전해질의 침지 시간이 증가함에 따라, 전해질은 코팅 / 기판의 관절 표면으로 침투하여 금속 산화물 필름을 생성하여 전해질의 침투를 기질로의 침투시킨다. 전기 임피던스는 먼저 감소한 다음 증가하며 순수한 알루미나 세라믹 코팅의 부식 저항은 열악합니다. 탄소 나노 튜브 및 그래 핀의 구조와 시너지 효과는 전해질의 하향 침투를 차단 하였다. 19.5 시간 동안 담그면, 나노 물질을 함유하는 코팅의 전기 임피던스는 각각 22.94%, 25.60% 및 9.61% 감소했으며, 코팅의 부식 저항이 좋았다.
(3) 탄소 나노 튜브의 특성으로 인해, 탄소 나노 튜브 단독으로 첨가 된 코팅은 부식 전에 균일하게 분포 된 다공성 구조를 갖는다. 부식 후, 원래 부품의 모공이 좁아지고 길이가 길어지고 채널이 깊어집니다. 그래 핀을 함유하는 코팅은 부식 전에 평평한 구조를 가지며, 코팅의 입자들 사이의 조합은 가깝고, 응집체 입자는 접착제에 의해 단단히 포장된다. 부식 후 전해질에 의해 표면이 침식되지만, 기공 채널이 거의 없으며 구조는 여전히 밀집되어 있습니다. 탄소 나노 튜브 및 그래 핀의 구조는 균열 전파를 효과적으로 차단하고 매트릭스를 보호 할 수 있습니다.
시간 후 : 3 월 9 일