1. Maandalizi ya mipako
Ili kuwezesha mtihani wa kielektroniki wa baadaye, 30mm huchaguliwa × 4 mm 304 chuma cha pua kama msingi.Kipolishi na uondoe safu ya oksidi iliyobaki na madoa ya kutu juu ya uso wa substrate kwa kutumia sandpaper, weka ndani ya kopo iliyo na asetoni, tibu madoa kwenye uso wa substrate na bg-06c safi ya ultrasonic ya kampuni ya umeme ya Bangjie kwa dakika 20, ondoa. uchafu wa kuvaa juu ya uso wa substrate ya chuma na pombe na maji yaliyotengenezwa, na ukauke kwa blower.Kisha, alumina (Al2O3), graphene na nanotube ya kaboni mseto (mwnt-coohsdbs) zilitayarishwa kwa uwiano (100: 0: 0, 99.8: 0.2: 0, 99.8: 0: 0.2, 99.6: 0.2: 0.2), na kuwekwa ndani ya kinu cha mpira (qm-3sp2 cha kiwanda cha zana cha Nanjing NANDA) cha kusaga na kuchanganya mpira.Kasi ya kuzunguka ya kinu ya mpira iliwekwa 220 R / min, na kinu cha mpira kiligeuzwa kuwa
Baada ya kusaga mpira, weka kasi ya mzunguko wa tanki la kusagia mpira kuwa 1/2 lingine baada ya kusaga mpira kukamilika, na weka kasi ya mzunguko wa tanki ya kusagia mpira kuwa 1/2 lingine baada ya kusaga mpira kukamilika.Mchanganyiko wa kauri iliyosagwa na binder huchanganywa sawasawa kulingana na sehemu ya molekuli ya 1.0 ∶ 0.8.Hatimaye, mipako ya kauri ya wambiso ilipatikana kwa mchakato wa kuponya.
2. Mtihani wa kutu
Katika utafiti huu, mtihani wa kutu wa kielektroniki unapitisha kituo cha kazi cha kielektroniki cha Shanghai Chenhua chi660e, na jaribio hilo linachukua mfumo wa majaribio ya elektrodi tatu.Electrodi ya platinamu ni elektrodi msaidizi, elektrodi ya kloridi ya fedha ni elektrodi ya kumbukumbu, na sampuli iliyofunikwa ni elektrodi inayofanya kazi, yenye eneo la mfiduo mzuri la 1cm2.Unganisha elektrodi ya marejeleo, elektrodi inayofanya kazi na elektrodi msaidizi kwenye seli ya elektroliti ukitumia kifaa, kama inavyoonyeshwa kwenye Mchoro 1 na 2. Kabla ya jaribio, loweka sampuli kwenye elektroliti, ambayo ni suluhu ya NaCl ya 3.5%.
3. Tafel uchambuzi wa kutu electrochemical ya mipako
Mchoro wa 3 unaonyesha mkunjo wa Tafel wa sehemu ndogo isiyofunikwa na mipako ya kauri iliyopakwa viungio tofauti vya nano baada ya kutu ya kielektroniki kwa 19h.Data ya volteji ya ulikaji, wiani wa sasa wa kutu na data ya mtihani wa kuzuia umeme iliyopatikana kutokana na jaribio la kutu ya kielektroniki imeonyeshwa katika Jedwali la 1.
Wasilisha
Wakati wiani wa sasa wa kutu ni mdogo na ufanisi wa upinzani wa kutu ni wa juu, athari ya upinzani wa kutu ya mipako ni bora zaidi.Inaweza kuonekana kutoka kwa Mchoro wa 3 na jedwali la 1 kwamba wakati wa kutu ni 19h, voltage ya juu ya kutu ya matrix ya chuma tupu ni -0.680 V, na wiani wa sasa wa kutu ya tumbo pia ni kubwa zaidi, kufikia 2.890 × 10-6 A. /cm2 . Inapopakwa kwa mipako ya kauri ya alumina safi, msongamano wa sasa wa kutu ulipungua hadi 78% na PE ilikuwa 22.01%.Inaonyesha kwamba mipako ya kauri ina jukumu bora la kinga na inaweza kuboresha upinzani wa kutu wa mipako katika electrolyte ya neutral.
Wakati 0.2% mwnt-cooh-sdbs au 0.2% graphene iliongezwa kwenye mipako, wiani wa sasa wa kutu ulipungua, upinzani uliongezeka, na upinzani wa kutu wa mipako uliboreshwa zaidi, na PE ya 38.48% na 40.10% kwa mtiririko huo.Wakati uso umepakwa 0.2% mwnt-cooh-sdbs na 0.2% ya graphene mchanganyiko wa mipako ya alumina, kutu ya sasa inapungua zaidi kutoka 2.890 × 10-6 A / cm2 chini hadi 1.536 × 10-6 A / cm2, upinzani wa juu zaidi. thamani, iliongezeka kutoka 11388 Ω hadi 28079 Ω, na PE ya mipako inaweza kufikia 46.85%.Inaonyesha kuwa bidhaa inayolengwa iliyoandaliwa ina upinzani mzuri wa kutu, na athari ya synergistic ya nanotubes kaboni na graphene inaweza kuboresha kwa ufanisi upinzani wa kutu wa mipako ya kauri.
4. Athari ya wakati wa kuloweka kwenye impedance ya mipako
Ili kuchunguza zaidi upinzani wa kutu wa mipako, kwa kuzingatia ushawishi wa muda wa kuzamishwa kwa sampuli katika elektroliti kwenye mtihani, mabadiliko ya curves ya upinzani wa mipako minne kwa wakati tofauti wa kuzamishwa hupatikana, kama inavyoonyeshwa kwenye Mchoro. 4.
Wasilisha
Katika hatua ya awali ya kuzamishwa (10 h), kutokana na wiani mzuri na muundo wa mipako, electrolyte ni vigumu kuzama ndani ya mipako.Kwa wakati huu, mipako ya kauri inaonyesha upinzani wa juu.Baada ya kuloweka kwa muda, upinzani hupungua kwa kiasi kikubwa, kwa sababu baada ya muda, elektroliti hatua kwa hatua huunda njia ya kutu kupitia pores na nyufa kwenye mipako na kupenya ndani ya tumbo, na kusababisha kupungua kwa upinzani kwa matrix. mipako.
Katika hatua ya pili, wakati bidhaa za kutu zinaongezeka kwa kiasi fulani, uenezi umezuiwa na pengo linazuiwa hatua kwa hatua.Wakati huo huo, elektroliti inapopenya kwenye kiolesura cha kuunganisha cha safu/matriki ya chini ya kuunganisha, molekuli za maji zitaitikia na kipengele cha Fe kwenye tumbo kwenye makutano ya mipako/tumbo ili kutoa filamu nyembamba ya oksidi ya chuma, ambayo inazuia kupenya kwa electrolyte ndani ya tumbo na huongeza thamani ya upinzani.Wakati tumbo tupu la chuma limeharibiwa kwa njia ya kielektroniki, unyevu mwingi wa kijani kibichi hutolewa chini ya elektroliti.Suluhisho la electrolytic halikubadilisha rangi wakati wa kuiga sampuli iliyofunikwa, ambayo inaweza kuthibitisha kuwepo kwa mmenyuko wa juu wa kemikali.
Kutokana na muda mfupi wa kuloweka na mambo makubwa ya ushawishi wa nje, ili kupata zaidi uhusiano sahihi wa mabadiliko ya vigezo vya electrochemical, mikunjo ya Tafel ya h 19 na 19.5 inachambuliwa.Uzito wa sasa wa kutu na upinzani unaopatikana na programu ya uchambuzi wa zsimpwin umeonyeshwa kwenye Jedwali 2. Inaweza kupatikana kwamba wakati kulowekwa kwa h 19, ikilinganishwa na substrate tupu, msongamano wa kutu wa sasa wa alumina safi na mipako ya alumina ya composite yenye vifaa vya kuongeza nano ni. ndogo na thamani ya upinzani ni kubwa.Thamani ya upinzani ya mipako ya kauri iliyo na nanotubes za kaboni na mipako iliyo na graphene ni karibu sawa, wakati muundo wa mipako na nanotubes za kaboni na nyenzo za mchanganyiko wa graphene huimarishwa kwa kiasi kikubwa, Hii ni kwa sababu athari ya synergistic ya nanotubes ya kaboni ya moja-dimensional na grafiti ya pande mbili. inaboresha upinzani wa kutu wa nyenzo.
Kwa kuongezeka kwa wakati wa kuzamishwa (19.5 h), upinzani wa substrate tupu huongezeka, ikionyesha kuwa iko katika hatua ya pili ya kutu na filamu ya oksidi ya chuma hutolewa kwenye uso wa substrate.Vile vile, pamoja na ongezeko la muda, upinzani wa mipako safi ya kauri ya aluminium pia huongezeka, ikionyesha kwamba kwa wakati huu, ingawa kuna athari ya kupunguza kasi ya mipako ya kauri, elektroliti imepenya interface ya kuunganisha ya mipako / matrix, na kuzalisha filamu ya oksidi. kupitia mmenyuko wa kemikali.
Ikilinganishwa na mipako ya aluminiumoxid iliyo na 0.2% mwnt-cooh-sdbs, mipako ya alumina iliyo na graphene 0.2% na mipako ya alumina iliyo na 0.2% ya mwnt-cooh-sdbs na 0.2% ya graphene, upinzani wa kupaka ulipungua kwa kiasi kikubwa kadiri muda unavyoongezeka, ulipungua. kwa 22.94%, 25.60% na 9.61% kwa mtiririko huo, ikionyesha kwamba elektroliti haikuingia kwenye kiungo kati ya mipako na substrate kwa wakati huu, Hii ni kwa sababu muundo wa nanotubes kaboni na graphene huzuia kupenya chini kwa electrolyte, hivyo kulinda. tumbo.Athari ya upatanishi ya hizi mbili inathibitishwa zaidi.Mipako iliyo na vifaa viwili vya nano ina upinzani bora wa kutu.
Kupitia Curve ya Tafel na ubadilishaji wa thamani ya impedance ya umeme, imegunduliwa kuwa mipako ya kauri ya alumina na graphene, nanotubes za kaboni na mchanganyiko wao inaweza kuboresha upinzani wa kutu wa matrix ya chuma, na athari ya synergistic ya hizi mbili inaweza kuboresha zaidi kutu. upinzani wa mipako ya kauri ya wambiso.Ili kuchunguza zaidi athari za viongeza vya nano kwenye upinzani wa kutu wa mipako, morphology ya uso wa micro ya mipako baada ya kutu ilizingatiwa.
Wasilisha
Mchoro wa 5 (A1, A2, B1, B2) unaonyesha muundo wa uso wa chuma cha pua 304 na keramik safi za alumina zilizofunikwa kwa ukuzaji tofauti baada ya kutu.Mchoro wa 5 (A2) unaonyesha kuwa uso baada ya kutu unakuwa mbaya.Kwa substrate tupu, mashimo kadhaa makubwa ya kutu yanaonekana juu ya uso baada ya kuzamishwa kwa elektroliti, ikionyesha kuwa upinzani wa kutu wa matrix ya chuma tupu ni duni na elektroliti ni rahisi kupenya ndani ya tumbo.Kwa mipako safi ya kauri ya aluminiumoxid, kama inavyoonyeshwa kwenye Mchoro 5 (B2), ingawa njia za kutu zenye vinyweleo hutolewa baada ya kutu, muundo mnene kiasi na upinzani bora wa kutu wa mipako ya kauri ya aluminium huzuia kwa ufanisi uvamizi wa elektroliti, ambayo inaelezea sababu ya uboreshaji wa ufanisi wa impedance ya mipako ya kauri ya alumina.
Wasilisha
Mofolojia ya uso ya mwnt-cooh-sdbs, mipako yenye 0.2% ya graphene na mipako yenye 0.2% ya mwnt-cooh-sdbs na 0.2% ya grafu.Inaweza kuonekana kuwa mipako miwili iliyo na graphene kwenye Mchoro 6 (B2 na C2) ina muundo wa gorofa, kuunganisha kati ya chembe kwenye mipako ni ngumu, na chembe za jumla zimefungwa kwa wambiso.Ingawa uso umemomonyoka na elektroliti, njia ndogo za pore huundwa.Baada ya kutu, uso wa mipako ni mnene na kuna miundo machache ya kasoro.Kwa Mchoro 6 (A1, A2), kutokana na sifa za mwnt-cooh-sdbs, mipako kabla ya kutu ni muundo wa porous uliosambazwa kwa usawa.Baada ya kutu, pores ya sehemu ya awali inakuwa nyembamba na ndefu, na channel inakuwa zaidi.Ikilinganishwa na Kielelezo 6 (B2, C2), muundo una kasoro zaidi, ambayo ni sawa na usambazaji wa ukubwa wa thamani ya impedance ya mipako iliyopatikana kutokana na mtihani wa kutu wa electrochemical.Inaonyesha kwamba mipako ya kauri ya alumina iliyo na graphene, hasa mchanganyiko wa graphene na nanotube ya kaboni, ina upinzani bora wa kutu.Hii ni kwa sababu muundo wa nanotube ya kaboni na graphene unaweza kuzuia usambaaji wa ufa na kulinda tumbo.
5. Majadiliano na muhtasari
Kupitia mtihani wa upinzani wa kutu wa nanotubes za kaboni na viungio vya graphene kwenye mipako ya kauri ya alumina na uchambuzi wa muundo wa uso wa mipako, hitimisho zifuatazo hutolewa:
(1) Wakati wakati wa kutu ulikuwa 19 h, na kuongeza 0.2% kaboni ya mseto nanotube + 0.2% graphene mchanganyiko nyenzo alumina kauri mipako, ulikaji msongamano wa sasa uliongezeka kutoka 2.890 × 10-6 A / cm2 chini hadi 1.536 × 10-6 A / cm2, impedance ya umeme imeongezeka kutoka 11388 Ω hadi 28079 Ω, na ufanisi wa upinzani wa kutu ni mkubwa zaidi, 46.85%.Ikilinganishwa na mipako ya kauri ya aluminiumoxid, mipako yenye mchanganyiko na graphene na nanotubes ya kaboni ina upinzani bora wa kutu.
(2) Pamoja na ongezeko la muda wa kuzamishwa kwa elektroliti, elektroliti hupenya ndani ya uso wa pamoja wa mipako / substrate kutoa filamu ya oksidi ya chuma, ambayo huzuia kupenya kwa elektroliti kwenye substrate.Impedans ya umeme kwanza hupungua na kisha huongezeka, na upinzani wa kutu wa mipako ya kauri ya alumina safi ni duni.Muundo na ushirikiano wa nanotubes za kaboni na graphene ulizuia kupenya chini kwa elektroliti.Wakati wa kulowekwa kwa 19.5 h, impedance ya umeme ya mipako yenye vifaa vya nano ilipungua kwa 22.94%, 25.60% na 9.61% kwa mtiririko huo, na upinzani wa kutu wa mipako ulikuwa mzuri.
6. Utaratibu wa ushawishi wa upinzani wa kutu wa mipako
Kupitia Curve ya Tafel na ubadilishaji wa thamani ya impedance ya umeme, imegunduliwa kuwa mipako ya kauri ya alumina na graphene, nanotubes za kaboni na mchanganyiko wao inaweza kuboresha upinzani wa kutu wa matrix ya chuma, na athari ya synergistic ya hizi mbili inaweza kuboresha zaidi kutu. upinzani wa mipako ya kauri ya wambiso.Ili kuchunguza zaidi athari za viongeza vya nano kwenye upinzani wa kutu wa mipako, morphology ya uso wa micro ya mipako baada ya kutu ilizingatiwa.
Mchoro wa 5 (A1, A2, B1, B2) unaonyesha muundo wa uso wa chuma cha pua 304 na keramik safi za alumina zilizofunikwa kwa ukuzaji tofauti baada ya kutu.Mchoro wa 5 (A2) unaonyesha kuwa uso baada ya kutu unakuwa mbaya.Kwa substrate tupu, mashimo kadhaa makubwa ya kutu yanaonekana juu ya uso baada ya kuzamishwa kwa elektroliti, ikionyesha kuwa upinzani wa kutu wa matrix ya chuma tupu ni duni na elektroliti ni rahisi kupenya ndani ya tumbo.Kwa mipako safi ya kauri ya aluminiumoxid, kama inavyoonyeshwa kwenye Mchoro 5 (B2), ingawa njia za kutu zenye vinyweleo hutolewa baada ya kutu, muundo mnene kiasi na upinzani bora wa kutu wa mipako ya kauri ya aluminium huzuia kwa ufanisi uvamizi wa elektroliti, ambayo inaelezea sababu ya uboreshaji wa ufanisi wa impedance ya mipako ya kauri ya alumina.
Mofolojia ya uso ya mwnt-cooh-sdbs, mipako yenye 0.2% ya graphene na mipako yenye 0.2% ya mwnt-cooh-sdbs na 0.2% ya grafu.Inaweza kuonekana kuwa mipako miwili iliyo na graphene kwenye Mchoro 6 (B2 na C2) ina muundo wa gorofa, kuunganisha kati ya chembe kwenye mipako ni ngumu, na chembe za jumla zimefungwa kwa wambiso.Ingawa uso umemomonyoka na elektroliti, njia ndogo za pore huundwa.Baada ya kutu, uso wa mipako ni mnene na kuna miundo machache ya kasoro.Kwa Mchoro 6 (A1, A2), kutokana na sifa za mwnt-cooh-sdbs, mipako kabla ya kutu ni muundo wa porous uliosambazwa kwa usawa.Baada ya kutu, pores ya sehemu ya awali inakuwa nyembamba na ndefu, na channel inakuwa zaidi.Ikilinganishwa na Kielelezo 6 (B2, C2), muundo una kasoro zaidi, ambayo ni sawa na usambazaji wa ukubwa wa thamani ya impedance ya mipako iliyopatikana kutokana na mtihani wa kutu wa electrochemical.Inaonyesha kwamba mipako ya kauri ya alumina iliyo na graphene, hasa mchanganyiko wa graphene na nanotube ya kaboni, ina upinzani bora wa kutu.Hii ni kwa sababu muundo wa nanotube ya kaboni na graphene unaweza kuzuia usambaaji wa ufa na kulinda tumbo.
7. Majadiliano na muhtasari
Kupitia mtihani wa upinzani wa kutu wa nanotubes za kaboni na viungio vya graphene kwenye mipako ya kauri ya alumina na uchambuzi wa muundo wa uso wa mipako, hitimisho zifuatazo hutolewa:
(1) Wakati wakati wa kutu ulikuwa 19 h, na kuongeza 0.2% kaboni ya mseto nanotube + 0.2% graphene mchanganyiko nyenzo alumina kauri mipako, ulikaji msongamano wa sasa uliongezeka kutoka 2.890 × 10-6 A / cm2 chini hadi 1.536 × 10-6 A / cm2, impedance ya umeme imeongezeka kutoka 11388 Ω hadi 28079 Ω, na ufanisi wa upinzani wa kutu ni mkubwa zaidi, 46.85%.Ikilinganishwa na mipako ya kauri ya aluminiumoxid, mipako yenye mchanganyiko na graphene na nanotubes ya kaboni ina upinzani bora wa kutu.
(2) Pamoja na ongezeko la muda wa kuzamishwa kwa elektroliti, elektroliti hupenya ndani ya uso wa pamoja wa mipako / substrate kutoa filamu ya oksidi ya chuma, ambayo huzuia kupenya kwa elektroliti kwenye substrate.Impedans ya umeme kwanza hupungua na kisha huongezeka, na upinzani wa kutu wa mipako ya kauri ya alumina safi ni duni.Muundo na ushirikiano wa nanotubes za kaboni na graphene ulizuia kupenya chini kwa elektroliti.Wakati wa kulowekwa kwa 19.5 h, impedance ya umeme ya mipako yenye vifaa vya nano ilipungua kwa 22.94%, 25.60% na 9.61% kwa mtiririko huo, na upinzani wa kutu wa mipako ulikuwa mzuri.
(3) Kutokana na sifa za nanotubes za kaboni, mipako inayoongezwa na nanotubes za kaboni pekee ina muundo wa vinyweleo uliosambazwa kwa usawa kabla ya kutu.Baada ya kutu, pores ya sehemu ya awali inakuwa nyembamba na ndefu, na njia huwa zaidi.Mipako iliyo na graphene ina muundo wa gorofa kabla ya kutu, mchanganyiko kati ya chembe kwenye mipako iko karibu, na chembe za jumla zimefungwa vizuri na wambiso.Ingawa uso umemomonyolewa na elektroliti baada ya kutu, kuna njia chache za vinyweleo na muundo bado ni mnene.Muundo wa nanotubes za kaboni na graphene unaweza kuzuia uenezi wa ufa na kulinda tumbo.
Muda wa kutuma: Mar-09-2022