समाचार - ग्राफीन / कार्बन नैनोट्यूब के जंग प्रतिरोध पर अध्ययन प्रबलित एल्यूमिना सिरेमिक कोटिंग

1। कोटिंग तैयारी
बाद के इलेक्ट्रोकेमिकल परीक्षण को सुविधाजनक बनाने के लिए, 30 मिमी को आधार के रूप में × 4 मिमी 304 स्टेनलेस स्टील का चयन किया जाता है। सैंडपेपर के साथ सब्सट्रेट की सतह पर अवशिष्ट ऑक्साइड की परत और जंग के धब्बों को पोलिश और हटा दें, उन्हें एसीटोन युक्त बीकर में डालें, 20min के लिए BgJie Electronics कंपनी के BG-06C अल्ट्रासोनिक क्लीनर के साथ सब्सट्रेट की सतह पर दागों का इलाज करें, निकालें, हटा दें, हटा दें। अल्कोहल और डिस्टिल्ड पानी के साथ धातु सब्सट्रेट की सतह पर मलबे पहनें, और उन्हें एक ब्लोअर के साथ सूखा दें। तब, एल्यूमिना (AL2O3), ग्राफीन और हाइब्रिड कार्बन नैनोट्यूब (MWNT-COOHSDBS) अनुपात में तैयार किए गए थे (100: 0, 0, 99.8: 0.2: 0, 0, 99.8: 0: 0.2, 99.6: 0.2: 0.2), और बॉल मिलिंग और मिक्सिंग के लिए एक बॉल मिल (नानजिंग नंदा इंस्ट्रूमेंट फैक्ट्री का QM-3SP2)। बॉल मिल की घूर्णन गति 220 आर / मिनट पर सेट की गई थी, और बॉल मिल को बदल दिया गया था

बॉल मिलिंग के बाद, बॉल मिलिंग टैंक की रोटेशन स्पीड को 1/2 बारी -बारी से बॉल मिलिंग के पूरा होने के बाद सेट करें, और बॉल मिलिंग टैंक की रोटेशन स्पीड को 1/2 बारी -बारी से सेट करें जो बॉल मिलिंग के पूरा होने के बाद बारी -बारी से हो। गेंद मिल्ड सिरेमिक एग्रीगेट और बाइंडर को 1.0 ∶ 0.8 के द्रव्यमान अंश के अनुसार समान रूप से मिलाया जाता है। अंत में, चिपकने वाली सिरेमिक कोटिंग को ठीक करने की प्रक्रिया द्वारा प्राप्त किया गया था।

2। जंग परीक्षण
इस अध्ययन में, इलेक्ट्रोकेमिकल संक्षारण परीक्षण शंघाई चेन्हुआ CHI660E इलेक्ट्रोकेमिकल वर्कस्टेशन को अपनाता है, और परीक्षण एक तीन इलेक्ट्रोड परीक्षण प्रणाली को अपनाता है। प्लैटिनम इलेक्ट्रोड सहायक इलेक्ट्रोड है, सिल्वर सिल्वर क्लोराइड इलेक्ट्रोड संदर्भ इलेक्ट्रोड है, और लेपित नमूना काम करने वाला इलेक्ट्रोड है, जिसमें 1 सेमी 2 का एक प्रभावी एक्सपोज़र क्षेत्र है। इंस्ट्रूमेंट के साथ इलेक्ट्रोलाइटिक सेल में संदर्भ इलेक्ट्रोड, वर्किंग इलेक्ट्रोड और सहायक इलेक्ट्रोड को कनेक्ट करें, जैसा कि आंकड़े 1 और 2 में दिखाया गया है। परीक्षण से पहले, इलेक्ट्रोलाइट में नमूना भिगोएँ, जो 3.5% NaCl समाधान है।

3। कोटिंग्स के इलेक्ट्रोकेमिकल संक्षारण का टैफेल विश्लेषण
अंजीर। 3 19h के लिए इलेक्ट्रोकेमिकल संक्षारण के बाद अलग -अलग नैनो एडिटिव्स के साथ लेपित सब्सट्रेट और सिरेमिक कोटिंग के टैफेल वक्र को दर्शाता है। संक्षारण वोल्टेज, संक्षारण वर्तमान घनत्व और विद्युत प्रतिबाधा परीक्षण डेटा इलेक्ट्रोकेमिकल संक्षारण परीक्षण से प्राप्त किया गया है जो तालिका 1 में दिखाया गया है।

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जब संक्षारण वर्तमान घनत्व छोटा होता है और संक्षारण प्रतिरोध दक्षता अधिक होती है, तो कोटिंग का संक्षारण प्रतिरोध प्रभाव बेहतर होता है। यह चित्र 3 और तालिका 1 से देखा जा सकता है कि जब जंग का समय 19h होता है, तो नंगे धातु मैट्रिक्स का अधिकतम संक्षारण वोल्टेज -0.680 V होता है, और मैट्रिक्स का संक्षारण वर्तमान घनत्व भी सबसे बड़ा है, 2.890 × 10-6 ए तक पहुंचता है /CM2。 जब शुद्ध एल्यूमिना सिरेमिक कोटिंग के साथ लेपित होता है, तो संक्षारण वर्तमान घनत्व 78% तक कम हो गया और पीई 22.01% था। यह दर्शाता है कि सिरेमिक कोटिंग एक बेहतर सुरक्षात्मक भूमिका निभाता है और तटस्थ इलेक्ट्रोलाइट में कोटिंग के संक्षारण प्रतिरोध में सुधार कर सकता है।

जब 0.2% MWNT-COOH-SDB या 0.2% ग्राफीन कोटिंग में जोड़ा गया था, तो संक्षारण वर्तमान घनत्व में कमी आई, प्रतिरोध में वृद्धि हुई, और कोटिंग के संक्षारण प्रतिरोध में और सुधार हुआ, जिसमें क्रमशः 38.48% और 40.10% का PE था। जब सतह को 0.2% MWNT-COOH-SDB और 0.2% ग्राफीन मिश्रित एल्यूमिना कोटिंग के साथ लेपित किया जाता है, तो संक्षारण धारा 2.890 × 10-6 A / CM2 से नीचे 1.536 × 10-6 A / CM2 से कम हो जाती है, अधिकतम प्रतिरोध, अधिकतम प्रतिरोध, मूल्य, 11388 ω से बढ़कर 28079 ω तक, और कोटिंग का पीई 46.85%तक पहुंच सकता है। यह दर्शाता है कि तैयार लक्ष्य उत्पाद में अच्छा संक्षारण प्रतिरोध होता है, और कार्बन नैनोट्यूब और ग्राफीन का सहक्रियात्मक प्रभाव सिरेमिक कोटिंग के संक्षारण प्रतिरोध को प्रभावी ढंग से सुधार सकता है।

4। कोटिंग प्रतिबाधा पर समय भिगोने का प्रभाव
कोटिंग के संक्षारण प्रतिरोध का पता लगाने के लिए, परीक्षण पर इलेक्ट्रोलाइट में नमूना के विसर्जन समय के प्रभाव को देखते हुए, अलग -अलग विसर्जन समय पर चार कोटिंग्स के प्रतिरोध के परिवर्तन घटता प्राप्त किया जाता है, जैसा कि चित्र में दिखाया गया है। 4।

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विसर्जन (10 घंटे) के प्रारंभिक चरण में, कोटिंग के अच्छे घनत्व और संरचना के कारण, इलेक्ट्रोलाइट कोटिंग में विसर्जित करना मुश्किल है। इस समय, सिरेमिक कोटिंग उच्च प्रतिरोध दिखाती है। समय की अवधि के लिए भिगोने के बाद, प्रतिरोध काफी कम हो जाता है, क्योंकि समय बीतने के साथ, इलेक्ट्रोलाइट धीरे -धीरे कोटिंग में छिद्रों और दरारों के माध्यम से एक जंग चैनल बनाता है और मैट्रिक्स में प्रवेश करता है, जिसके परिणामस्वरूप प्रतिरोध में एक महत्वपूर्ण कमी होती है। कोटिंग।

दूसरे चरण में, जब संक्षारण उत्पाद एक निश्चित राशि तक बढ़ जाते हैं, तो प्रसार अवरुद्ध हो जाता है और अंतर को धीरे -धीरे अवरुद्ध कर दिया जाता है। उसी समय, जब इलेक्ट्रोलाइट बॉन्डिंग बॉटम लेयर / मैट्रिक्स के बॉन्डिंग इंटरफेस में प्रवेश करता है, तो पानी के अणु एक पतली धातु ऑक्साइड फिल्म का निर्माण करने के लिए कोटिंग / मैट्रिक्स जंक्शन पर मैट्रिक्स में Fe तत्व के साथ प्रतिक्रिया करेंगे, जो बाधा डालता है। मैट्रिक्स में इलेक्ट्रोलाइट का प्रवेश और प्रतिरोध मूल्य को बढ़ाता है। जब नंगे धातु मैट्रिक्स को इलेक्ट्रोकेमिकल रूप से संचालित किया जाता है, तो अधिकांश हरे रंग की फ्लोकुलेंट वर्षा इलेक्ट्रोलाइट के तल पर उत्पन्न होती है। लेपित नमूने को इलेक्ट्रोलाइजिंग करते समय इलेक्ट्रोलाइटिक समाधान रंग नहीं बदलता है, जो उपरोक्त रासायनिक प्रतिक्रिया के अस्तित्व को साबित कर सकता है।

छोटे भिगोने वाले समय और बड़े बाहरी प्रभाव कारकों के कारण, इलेक्ट्रोकेमिकल मापदंडों के सटीक परिवर्तन संबंध को प्राप्त करने के लिए, 19 एच और 19.5 एच के टैफेल वक्रों का विश्लेषण किया जाता है। Zsimpwin विश्लेषण सॉफ्टवेयर द्वारा प्राप्त संक्षारण वर्तमान घनत्व और प्रतिरोध को तालिका 2 में दिखाया गया है। यह पाया जा सकता है कि जब 19 घंटे के लिए भिगोया जाता है, तो नंगे सब्सट्रेट की तुलना में, शुद्ध एल्यूमिना और एल्यूमिना समग्र कोटिंग का जंग वर्तमान घनत्व नैनो एडिटिव सामग्री हैं छोटा और प्रतिरोध मूल्य बड़ा है। कार्बन नैनोट्यूब और ग्राफीन युक्त कोटिंग युक्त सिरेमिक कोटिंग का प्रतिरोध मूल्य लगभग समान है, जबकि कार्बन नैनोट्यूब और ग्राफीन समग्र सामग्री के साथ कोटिंग संरचना में काफी वृद्धि हुई है, यह इसलिए है क्योंकि एक आयामी कार्बन नैनोट्यूब और दो-आयामी ग्राफीन के सहक्रियात्मक प्रभाव सामग्री के संक्षारण प्रतिरोध में सुधार करता है।

विसर्जन समय (19.5 घंटे) की वृद्धि के साथ, नंगे सब्सट्रेट का प्रतिरोध बढ़ता है, यह दर्शाता है कि यह जंग के दूसरे चरण में है और धातु ऑक्साइड फिल्म सब्सट्रेट की सतह पर निर्मित होती है। इसी तरह, समय की वृद्धि के साथ, शुद्ध एल्यूमिना सिरेमिक कोटिंग का प्रतिरोध भी बढ़ता है, यह दर्शाता है कि इस समय, हालांकि सिरेमिक कोटिंग का धीमा प्रभाव है, इलेक्ट्रोलाइट ने कोटिंग / मैट्रिक्स के बॉन्डिंग इंटरफेस में प्रवेश किया है, और ऑक्साइड फिल्म का उत्पादन किया है। रासायनिक प्रतिक्रिया के माध्यम से।
0.2% MWNT-COOH-SDBs युक्त एल्यूमिना कोटिंग की तुलना में, एल्यूमिना कोटिंग में 0.2% ग्राफीन और एल्यूमिना कोटिंग जिसमें 0.2% MWNT-COOH-SDBS और 0.2% ग्राफीन है, समय की वृद्धि के साथ कोटिंग प्रतिरोध में काफी कमी आई है, क्रमशः 22.94%, 25.60% और 9.61%, यह दर्शाता है कि इलेक्ट्रोलाइट संयुक्त में प्रवेश नहीं करता था इस समय कोटिंग और सब्सट्रेट के बीच, ऐसा इसलिए है क्योंकि कार्बन नैनोट्यूब और ग्राफीन की संरचना इलेक्ट्रोलाइट के नीचे की ओर प्रवेश को अवरुद्ध करती है, इस प्रकार मैट्रिक्स की रक्षा करती है। दोनों के सहक्रियात्मक प्रभाव को और सत्यापित किया गया है। दो नैनो सामग्री वाले कोटिंग में बेहतर संक्षारण प्रतिरोध होता है।

Tafel वक्र और विद्युत प्रतिबाधा मूल्य के परिवर्तन वक्र के माध्यम से, यह पाया गया है कि ग्राफीन, कार्बन नैनोट्यूब और उनके मिश्रण के साथ एल्यूमिना सिरेमिक कोटिंग धातु मैट्रिक्स के संक्षारण प्रतिरोध में सुधार कर सकता है, और दोनों के सहक्रियात्मक प्रभाव को और अधिक सुधार कर सकते हैं चिपकने वाला सिरेमिक कोटिंग का प्रतिरोध। कोटिंग के जंग प्रतिरोध पर नैनो एडिटिव्स के प्रभाव का पता लगाने के लिए, जंग के बाद कोटिंग की सूक्ष्म सतह आकारिकी देखी गई थी।

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चित्रा 5 (A1, A2, B1, B2) जंग के बाद अलग -अलग आवर्धन पर 304 स्टेनलेस स्टील और लेपित शुद्ध एल्यूमिना सिरेमिक की सतह आकारिकी को दर्शाता है। चित्रा 5 (A2) से पता चलता है कि जंग के बाद की सतह खुरदरी हो जाती है। नंगे सब्सट्रेट के लिए, इलेक्ट्रोलाइट में विसर्जन के बाद सतह पर कई बड़े संक्षारण गड्ढे दिखाई देते हैं, यह दर्शाता है कि नंगे धातु मैट्रिक्स का संक्षारण प्रतिरोध खराब है और इलेक्ट्रोलाइट मैट्रिक्स में प्रवेश करना आसान है। शुद्ध एल्यूमिना सिरेमिक कोटिंग के लिए, जैसा कि चित्र 5 (बी 2) में दिखाया गया है, हालांकि छिद्रपूर्ण जंग चैनल जंग के बाद उत्पन्न होते हैं, अपेक्षाकृत घने संरचना और शुद्ध एल्यूमिना सिरेमिक कोटिंग के उत्कृष्ट संक्षारण प्रतिरोध प्रभावी रूप से इलेक्ट्रोलाइट के आक्रमण को अवरुद्ध करते हैं, जो कि कारण की व्याख्या करता है एल्यूमिना सिरेमिक कोटिंग के प्रतिबाधा का प्रभावी सुधार।

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MWNT-COOH-SDB की सतह आकारिकी, 0.2% ग्राफीन और कोटिंग्स युक्त कोटिंग्स जिसमें 0.2% MWNT-COOH-SDB और 0.2% ग्राफीन होता है। यह देखा जा सकता है कि चित्रा 6 (बी 2 और सी 2) में ग्राफीन युक्त दो कोटिंग्स में फ्लैट संरचना होती है, कोटिंग में कणों के बीच बंधन तंग होता है, और कुल कणों को चिपकने से कसकर लपेटा जाता है। यद्यपि सतह इलेक्ट्रोलाइट द्वारा मिट जाती है, लेकिन कम छिद्र चैनल बनते हैं। जंग के बाद, कोटिंग की सतह घनी होती है और कुछ दोष संरचनाएं होती हैं। चित्रा 6 (A1, A2) के लिए, MWNT-COOH-SDB की विशेषताओं के कारण, जंग से पहले कोटिंग एक समान रूप से वितरित झरझरा संरचना है। जंग के बाद, मूल भाग के छिद्र संकीर्ण और लंबे हो जाते हैं, और चैनल गहरा हो जाता है। चित्रा 6 (बी 2, सी 2) के साथ तुलना में, संरचना में अधिक दोष हैं, जो इलेक्ट्रोकेमिकल संक्षारण परीक्षण से प्राप्त कोटिंग प्रतिबाधा मूल्य के आकार वितरण के अनुरूप है। यह दर्शाता है कि ग्राफीन युक्त एल्यूमिना सिरेमिक कोटिंग, विशेष रूप से ग्राफीन और कार्बन नैनोट्यूब के मिश्रण में सबसे अच्छा संक्षारण प्रतिरोध है। ऐसा इसलिए है क्योंकि कार्बन नैनोट्यूब और ग्राफीन की संरचना प्रभावी रूप से दरार प्रसार को अवरुद्ध कर सकती है और मैट्रिक्स की रक्षा कर सकती है।

5। चर्चा और सारांश
एल्यूमिना सिरेमिक कोटिंग पर कार्बन नैनोट्यूब और ग्राफीन एडिटिव्स के संक्षारण प्रतिरोध परीक्षण के माध्यम से और कोटिंग की सतह के माइक्रोस्ट्रक्चर का विश्लेषण, निम्नलिखित निष्कर्ष निकाला जाता है:

(1) जब संक्षारण समय 19 घंटे था, 0.2% हाइब्रिड कार्बन नैनोट्यूब + 0.2% ग्राफीन मिश्रित सामग्री एल्यूमिना सिरेमिक कोटिंग को जोड़कर, संक्षारण वर्तमान घनत्व 2.890 × 10-6 ए / सेमी 2 से नीचे 1.536 × 10-6 ए / से बढ़कर बढ़ गया। CM2, विद्युत प्रतिबाधा को 11388 ω से बढ़ाया जाता है 28079 ω, और संक्षारण प्रतिरोध दक्षता है सबसे बड़ा, 46.85%। शुद्ध एल्यूमिना सिरेमिक कोटिंग के साथ तुलना में, ग्राफीन और कार्बन नैनोट्यूब के साथ समग्र कोटिंग में बेहतर संक्षारण प्रतिरोध होता है।

(2) इलेक्ट्रोलाइट के विसर्जन समय की वृद्धि के साथ, इलेक्ट्रोलाइट धातु ऑक्साइड फिल्म का निर्माण करने के लिए कोटिंग / सब्सट्रेट की संयुक्त सतह में प्रवेश करता है, जो सब्सट्रेट में इलेक्ट्रोलाइट के प्रवेश में बाधा डालता है। विद्युत प्रतिबाधा पहले घट जाती है और फिर बढ़ जाती है, और शुद्ध एल्यूमिना सिरेमिक कोटिंग का जंग प्रतिरोध खराब है। कार्बन नैनोट्यूब और ग्राफीन की संरचना और तालमेल ने इलेक्ट्रोलाइट के नीचे की ओर प्रवेश को अवरुद्ध कर दिया। 19.5 घंटे के लिए भिगोने पर, नैनो सामग्री वाले कोटिंग के विद्युत प्रतिबाधा में क्रमशः 22.94%, 25.60% और 9.61% की कमी आई, और कोटिंग का संक्षारण प्रतिरोध अच्छा था।

6। कोटिंग संक्षारण प्रतिरोध का प्रभाव तंत्र
Tafel वक्र और विद्युत प्रतिबाधा मूल्य के परिवर्तन वक्र के माध्यम से, यह पाया गया है कि ग्राफीन, कार्बन नैनोट्यूब और उनके मिश्रण के साथ एल्यूमिना सिरेमिक कोटिंग धातु मैट्रिक्स के संक्षारण प्रतिरोध में सुधार कर सकता है, और दोनों के सहक्रियात्मक प्रभाव को और अधिक सुधार कर सकते हैं चिपकने वाला सिरेमिक कोटिंग का प्रतिरोध। कोटिंग के जंग प्रतिरोध पर नैनो एडिटिव्स के प्रभाव का पता लगाने के लिए, जंग के बाद कोटिंग की सूक्ष्म सतह आकारिकी देखी गई थी।

7। चर्चा और सारांश
एल्यूमिना सिरेमिक कोटिंग पर कार्बन नैनोट्यूब और ग्राफीन एडिटिव्स के संक्षारण प्रतिरोध परीक्षण के माध्यम से और कोटिंग की सतह के माइक्रोस्ट्रक्चर का विश्लेषण, निम्नलिखित निष्कर्ष निकाला जाता है:

(३) कार्बन नैनोट्यूब की विशेषताओं के कारण, अकेले कार्बन नैनोट्यूब के साथ जोड़ा गया कोटिंग में जंग से पहले एक समान रूप से वितरित झरझरा संरचना है। जंग के बाद, मूल भाग के छिद्र संकीर्ण और लंबे हो जाते हैं, और चैनल गहरे हो जाते हैं। ग्राफीन युक्त कोटिंग में जंग से पहले सपाट संरचना होती है, कोटिंग में कणों के बीच संयोजन करीब होता है, और कुल कणों को चिपकने से कसकर लपेटा जाता है। यद्यपि सतह को क्षरण के बाद इलेक्ट्रोलाइट द्वारा मिटा दिया जाता है, लेकिन कुछ छिद्र चैनल हैं और संरचना अभी भी घनी है। कार्बन नैनोट्यूब और ग्राफीन की संरचना प्रभावी रूप से दरार प्रसार को अवरुद्ध कर सकती है और मैट्रिक्स की रक्षा कर सकती है।

पोस्ट टाइम: MAR-09-2022

ग्राफीन / कार्बन नैनोट्यूब के संक्षारण प्रतिरोध पर अध्ययन प्रबलित एल्यूमिना सिरेमिक कोटिंग