1. Ullachadh còmhdach
Gus an deuchainn electrochemical nas fhaide air adhart a dhèanamh comasach, tha 30mm air a thaghadh × 4 mm 304 stàilinn mar bhunait.Pòlaich agus thoir air falbh an còmhdach ocsaid a tha air fhàgail agus spotan meirge air uachdar an t-substrate le pàipear-gainmhich, cuir iad ann am bèicear anns a bheil acetone, làimhseachadh na stains air uachdar an t-substrate le inneal-glanaidh ultrasonic bg-06c de chompanaidh dealanach Bangjie airson 20min, thoir air falbh an sprùilleach caitheamh air uachdar an t-substrate meatailt le deoch làidir agus uisge grùide, agus tiormaich iad le sèideadh.An uairsin, chaidh alumina (Al2O3), graphene agus carbon nanotube hybrid (mwnt-coohsdbs) ullachadh ann an co-roinn (100: 0: 0, 99.8: 0.2: 0, 99.8: 0: 0.2, 99.6: 0.2: 0.2), agus a chuir a-steach. muileann ball (qm-3sp2 de fhactaraidh ionnstramaidean Nanjing NANDA) airson bleith ball agus measgachadh.Chaidh astar rothlach a ’mhuilinn ball a shuidheachadh gu 220 R / min, agus chaidh am muileann ball a thionndadh
Às deidh bleith ball, suidhich astar cuairteachaidh an tanca bleith ball gu bhith 1/2 mu seach às deidh am bleith ball a chrìochnachadh, agus suidhich astar cuairteachaidh an tanca bleith ball gu bhith 1/2 mu seach às deidh am bleith ball a chrìochnachadh.Tha an cruinneachadh ceirmeag air a bleith le ball agus an inneal-ceangail air a mheasgachadh gu cothromach a rèir na bloigh tomadach de 1.0 ∶ 0.8.Mu dheireadh, chaidh an còmhdach ceirmeach adhesive fhaighinn le bhith a ’ciùradh.
2. Deuchainn corrach
Anns an sgrùdadh seo, bidh an deuchainn creimeadh electrochemical a ’gabhail ri ionad-obrach electrochemical Shanghai Chenhua chi660e, agus tha an deuchainn a’ gabhail ri siostam deuchainn trì electrode.Is e an electrod platanam an dealan taiceil, is e an dealan-dealanach clorid airgid an dealan-iomraidh, agus is e an sampall còmhdaichte an electrod obrach, le raon nochdaidh èifeachdach de 1cm2.Ceangail an electrod iomraidh, an dealan-dealanach obrach agus an dealan cuideachaidh anns a’ chill electrolytic leis an ionnstramaid, mar a chithear ann am Figearan 1 agus 2. Ron deuchainn, bog an sampall anns an electrolyte, a tha na fhuasgladh 3.5% NaCl.
3. Tafel mion-sgrùdadh air electrochemical meirg de chòtaichean
Tha Fig. 3 a’ sealltainn lùb Tafel de substrate neo-chòmhdach agus còmhdach ceirmeag còmhdaichte le diofar stuthan cur-ris nano às deidh creimeadh electrochemical airson 19h.Tha an bholtadh corrach, dùmhlachd sruth corrach agus dàta deuchainn bacadh dealain a gheibhear bho dheuchainn coirbeachd electrochemical air a shealltainn ann an Clàr 1.
Cuir a-steach
Nuair a tha an dùmhlachd sruth corrach nas lugha agus an èifeachdas an aghaidh creimeadh nas àirde, tha buaidh an aghaidh creimeadh nas fheàrr.Chithear bho Figear 3 agus Clàr 1, nuair a tha an ùine corrach 19h, gur e -0.680 V an bholtadh corrach as àirde de mhaitrix meatailt lom, agus is e dùmhlachd gnàthach corrach matrix cuideachd an ìre as motha, a’ ruighinn 2.890 × 10-6 A. / cm2 。 Nuair a bha e còmhdaichte le còmhdach ceirmeag alùmanum fìor-ghlan, chaidh an dùmhlachd sruth corrach sìos gu 78% agus bha PE aig 22.01%.Tha e a ’sealltainn gu bheil àite dìon nas fheàrr aig a’ chòmhdach ceirmeag agus gun urrainn dha strì an aghaidh creimeadh ann an electrolyte neodrach a leasachadh.
Nuair a chaidh 0.2% mwnt-cooh-sdbs no 0.2% graphene a chur ris a ’chòmhdach, lughdaich an dùmhlachd sruth corrach, mheudaich an aghaidh, agus chaidh tuilleadh leasachaidh air strì an aghaidh creimeadh, le PE de 38.48% agus 40.10% fa leth.Nuair a tha an uachdar air a chòmhdach le 0.2% mwnt-cooh-sdbs agus 0.2% còmhdach alùmanum measgaichte graphene, tha an sruth corrach air a lughdachadh tuilleadh bho 2.890 × 10-6 A / cm2 sìos gu 1.536 × 10-6 A / cm2, an aghaidh as motha luach, àrdachadh bho 11388 Ω gu 28079 Ω, agus faodaidh PE a ’chòmhdaich ruighinn 46.85%.Tha e a’ sealltainn gu bheil deagh sheasamh an aghaidh creimeadh aig an toradh targaid ullaichte, agus faodaidh buaidh synergistic nanotubes gualain agus graphene leasachadh èifeachdach a dhèanamh air strì an aghaidh còmhdach ceirmeag.
4. Buaidh ùine bog air bacadh còmhdach
Gus tuilleadh sgrùdaidh a dhèanamh air strì an aghaidh creimeadh a ’chòmhdaich, a’ beachdachadh air buaidh ùine bogaidh an t-sampall anns an electrolyte air an deuchainn, gheibhear lùban atharrachaidh an aghaidh nan ceithir còmhdach aig diofar amannan bogaidh, mar a chithear san Fhigear. 4.
Cuir a-steach
Aig a 'chiad ìre de bhogadh (10 h), air sgàth deagh dhlùths agus structar a' chòmhdach, tha e doirbh an electrolyte a bhogadh a-steach don chòmhdach.Aig an àm seo, tha an còmhdach ceirmeag a’ nochdadh neart àrd.Às deidh a bhith bog airson ùine, bidh an aghaidh a ’dol sìos gu mòr, oir le ùine a’ dol seachad, bidh an electrolyte mean air mhean a ’cruthachadh sianal creimeadh tro na pores agus na sgàinidhean anns a’ chòmhdach agus a ’dol a-steach don mhaitrix, a’ leantainn gu lùghdachadh mòr ann an strì an aghaidh an còmhdach.
Anns an dàrna ìre, nuair a thèid toraidhean coirbeachd àrdachadh gu ìre sònraichte, tha an sgaoileadh air a bhacadh agus tha am beàrn air a bhacadh mean air mhean.Aig an aon àm, nuair a thèid an electrolyte a-steach don eadar-aghaidh ceangail den ìre ceangail / matrix bonn, bidh na moileciuilean uisge a ’freagairt leis an eileamaid Fe anns a’ mhaitrix aig ceann-rathaid còmhdach / matrix gus film tana meatailt ogsaid a thoirt gu buil, a chuireas bacadh air an dol a-steach an electrolyte a-steach don mhaitrix agus àrdachadh luach an aghaidh.Nuair a tha am matrix meatailt lom air a chreachadh gu electrochemically, tha a’ mhòr-chuid den fhrasadh flocculent uaine air a thoirt a-mach aig bonn an electrolyte.Cha do dh'atharraich am fuasgladh electrolytic dath nuair a bha e a' dèanamh electrolying air an sampall còmhdaichte, a dh'fhaodas dearbhadh gu bheil an ath-bhualadh ceimigeach gu h-àrd ann.
Mar thoradh air an ùine bogaidh goirid agus factaran buaidh bhon taobh a-muigh, gus an dàimh atharrachaidh neo-mhearachdach de pharamadairean electrochemical fhaighinn, thathas a’ sgrùdadh lùban Tafel de 19 h agus 19.5 h.Tha an dùmhlachd sruth corrach agus an aghaidh a fhuaireadh le bathar-bog mion-sgrùdadh zsimpwin air a shealltainn ann an Clàr 2. Nuair a tha e bog airson 19 h, an taca ris an t-substrate lom, gu bheil dùmhlachd sruth corrach de alùmanum fìor-ghlan agus còmhdach co-dhèanta alùmanum anns a bheil stuthan cur-ris nano. nas lugha agus tha an luach an aghaidh nas motha.Tha luach dìon còmhdach ceirmeag anns a bheil carbon nanotubes agus còmhdach anns a bheil graphene cha mhòr co-ionann, fhad ‘s a tha an structar còmhdach le carbon nanotubes agus stuthan co-dhèanta graphene air àrdachadh gu mòr, Tha seo air sgàth gu bheil buaidh synergistic nanotubes gualain aon-thaobhach agus graphene dà-thaobhach. a 'leasachadh an aghaidh corrach an stuth.
Le àrdachadh ann an ùine bogaidh (19.5 h), tha an aghaidh an t-substrate lom ag àrdachadh, a 'sealltainn gu bheil e anns an dàrna ìre de chreachadh agus tha film meatailt ocsaid air a thoirt a-mach air uachdar an t-substrate.Mar an ceudna, le àrdachadh ùine, bidh an aghaidh còmhdach ceirmeag alùmanum fìor-ghlan cuideachd a’ dol am meud, a’ nochdadh, aig an àm seo, ged a tha buaidh slaodachadh còmhdach ceirmeag, gu bheil an electrolyte air a dhol a-steach don eadar-aghaidh ceangail de chòmhdach / matrix, agus air film ocsaid a thoirt a-mach. tro ath-bhualadh ceimigeach.
An coimeas ris a’ chòmhdach alùmanum anns a bheil 0.2% mwnt-cooh-sdbs, an còmhdach alùmanum anns a bheil 0.2% graphene agus an còmhdach alumina anns a bheil 0.2% mwnt-cooh-sdbs agus 0.2% graphene, lughdaich an aghaidh còmhdach gu mòr le àrdachadh ùine, air a dhol sìos. le 22.94%, 25.60% agus 9.61% fa leth, a’ nochdadh nach deach an electrolyte a-steach don cho-bhanntachd eadar an còmhdach agus an t-substrate aig an àm seo, Tha seo air sgàth gu bheil structar carbon nanotubes agus graphene a’ cur bacadh air dol a-steach electrolyte sìos, mar sin a’ dìon a' mhaitris.Tha buaidh synergistic an dà chuid air a dhearbhadh tuilleadh.Tha an còmhdach anns a bheil dà stuth nano nas fheàrr an aghaidh creimeadh.
Tro lùb Tafel agus an lùb atharrachaidh de luach bacadh dealain, lorgar gum faod an còmhdach ceirmeag alùmanum le graphene, carbon nanotubes agus am measgachadh aca piseach a thoirt air an aghaidh creimeadh meatailt meatailt, agus faodaidh buaidh synergistic an dà chuid an corrachadh a leasachadh. strì an aghaidh còmhdach ceirmeach adhesive.Gus tuilleadh sgrùdaidh a dhèanamh air a’ bhuaidh a tha aig cuir-ris nano air strì an aghaidh creimeadh a’ chòmhdach, chaidh sùil a thoirt air morf-eòlas meanbh-uachdar a’ chòmhdaich às deidh creimeadh.
Cuir a-steach
Tha Figear 5 (A1, A2, B1, B2) a’ sealltainn morf-eòlas uachdar 304 de stàilinn gun staoin fosgailte agus ceirmeag alùmanum fìor-ghlan còmhdaichte aig àrdachadh eadar-dhealaichte às deidh creimeadh.Tha Figear 5 (A2) a 'sealltainn gu bheil an uachdar an dèidh corrach a' fàs garbh.Airson an t-substrate lom, bidh grunn slocan coirbeachd mòra a ’nochdadh air an uachdar às deidh bogadh ann an electrolyte, a’ nochdadh gu bheil an aghaidh creimeadh na matrix meatailt lom agus gu bheil an electrolyte furasta a dhol a-steach don mhaitrix.Airson còmhdach ceirmeag alùmanum fìor-ghlan, mar a chithear ann am Figear 5 (B2), ged a thèid seanalan corrach porous a chruthachadh às deidh creimeadh, tha an structar a tha an ìre mhath dùmhail agus an aghaidh creimeadh sàr-mhath de chòmhdach ceirmeag alùmanum fìor-ghlan gu h-èifeachdach a’ cur bacadh air ionnsaigh electrolyte, a tha a’ mìneachadh an adhbhar airson an leasachadh èifeachdach air bacadh còmhdach ceirmeag alumina.
Cuir a-steach
Morf-eòlas uachdar mwnt-cooh-sdbs, còmhdach anns a bheil 0.2% graphene agus còmhdach anns a bheil 0.2% mwnt-cooh-sdbs agus 0.2% graphene.Chìthear gu bheil structar còmhnard aig an dà chòmhdach anns a bheil graphene ann am Figear 6 (B2 agus C2), tha an ceangal eadar gràineanan anns a ’chòmhdach teann, agus tha na gràinean iomlan air am pasgadh gu teann le adhesive.Ged a tha an uachdar air a bhleith le electrolyte, bidh nas lugha de shianalan pore air an cruthachadh.Às deidh creimeadh, tha uachdar a ’chòmhdaich dùmhail agus chan eil mòran structaran easbhaidh ann.Airson Figear 6 (A1, A2), mar thoradh air feartan mwnt-cooh-sdbs, tha an còmhdach ro chreachadh na structar porous air a chuairteachadh gu co-ionnan.Às deidh creimeadh, bidh pores a ’phàirt thùsail a’ fàs cumhang agus fada, agus bidh an sianal a ’fàs nas doimhne.An coimeas ri Figear 6 (B2, C2), tha barrachd lochdan aig an structar, a tha co-chòrdail ri cuairteachadh meud luach bacadh còmhdach a gheibhear bho dheuchainn creimeadh electrochemical.Tha e a’ sealltainn gu bheil an còmhdach ceirmeag alumina anns a bheil graphene, gu sònraichte am measgachadh de graphene agus carbon nanotube, an aghaidh creimeadh as fheàrr.Tha seo air sgàth gu bheil structar carbon nanotube agus graphene comasach air casg a chuir air sgaoileadh sgàineadh gu h-èifeachdach agus am matrix a dhìon.
5. Deasbad agus geàrr-chunntas
Tro dheuchainn an aghaidh creimeadh de nanotubes gualain agus cuir-ris graphene air còmhdach ceirmeag alumina agus mion-sgrùdadh air microstructure uachdar a ’chòmhdaich, thathas a’ tighinn gu na co-dhùnaidhean a leanas:
(1) Nuair a bha an ùine coirbeachd 19 h, a’ cur 0.2% hybrid carbon nanotube + 0.2% graphene stuth measgaichte còmhdach ceirmeag alumina, mheudaich an dùmhlachd sruth corrach bho 2.890 × 10-6 A / cm2 sìos gu 1.536 × 10-6 A / cm2, tha an casg dealain air àrdachadh bho 11388 Ω gu 28079 Ω, agus is e an èifeachdas an aghaidh creimeadh an ìre as motha, 46.85%.An coimeas ri còmhdach ceirmeag alùmanum fìor-ghlan, tha an còmhdach co-dhèanta le graphene agus carbon nanotubes nas fheàrr an aghaidh creimeadh.
(2) Le àrdachadh ann an ùine bogaidh electrolyte, bidh an electrolyte a ’dol a-steach don cho-uachdar còmhdach / substrate gus film meatailt ogsaid a thoirt gu buil, a chuireas bacadh air dol a-steach electrolyte a-steach don fho-strat.Bidh an casg dealain an-toiseach a’ lughdachadh agus an uairsin ag àrdachadh, agus tha an aghaidh creimeadh de chòmhdach ceirmeag alùmanum fìor-ghlan truagh.Chuir structar agus co-obrachadh carbon nanotubes agus graphene bacadh air dol a-steach electrolyte sìos.Nuair a bha e bog airson 19.5 h, chaidh cnap-starra dealain an còmhdach anns an robh nano-stuthan sìos 22.94%, 25.60% agus 9.61% fa leth, agus bha an aghaidh creimeadh an còmhdach math.
6. Buaidh uidheamachd an aghaidh creimeadh còmhdach
Tro lùb Tafel agus an lùb atharrachaidh de luach bacadh dealain, lorgar gum faod an còmhdach ceirmeag alùmanum le graphene, carbon nanotubes agus am measgachadh aca piseach a thoirt air an aghaidh creimeadh meatailt meatailt, agus faodaidh buaidh synergistic an dà chuid an corrachadh a leasachadh. strì an aghaidh còmhdach ceirmeach adhesive.Gus tuilleadh sgrùdaidh a dhèanamh air a’ bhuaidh a tha aig cuir-ris nano air strì an aghaidh creimeadh a’ chòmhdach, chaidh sùil a thoirt air morf-eòlas meanbh-uachdar a’ chòmhdaich às deidh creimeadh.
Tha Figear 5 (A1, A2, B1, B2) a’ sealltainn morf-eòlas uachdar 304 de stàilinn gun staoin fosgailte agus ceirmeag alùmanum fìor-ghlan còmhdaichte aig àrdachadh eadar-dhealaichte às deidh creimeadh.Tha Figear 5 (A2) a 'sealltainn gu bheil an uachdar an dèidh corrach a' fàs garbh.Airson an t-substrate lom, bidh grunn slocan coirbeachd mòra a ’nochdadh air an uachdar às deidh bogadh ann an electrolyte, a’ nochdadh gu bheil an aghaidh creimeadh na matrix meatailt lom agus gu bheil an electrolyte furasta a dhol a-steach don mhaitrix.Airson còmhdach ceirmeag alùmanum fìor-ghlan, mar a chithear ann am Figear 5 (B2), ged a thèid seanalan corrach porous a chruthachadh às deidh creimeadh, tha an structar a tha an ìre mhath dùmhail agus an aghaidh creimeadh sàr-mhath de chòmhdach ceirmeag alùmanum fìor-ghlan gu h-èifeachdach a’ cur bacadh air ionnsaigh electrolyte, a tha a’ mìneachadh an adhbhar airson an leasachadh èifeachdach air bacadh còmhdach ceirmeag alumina.
Morf-eòlas uachdar mwnt-cooh-sdbs, còmhdach anns a bheil 0.2% graphene agus còmhdach anns a bheil 0.2% mwnt-cooh-sdbs agus 0.2% graphene.Chìthear gu bheil structar còmhnard aig an dà chòmhdach anns a bheil graphene ann am Figear 6 (B2 agus C2), tha an ceangal eadar gràineanan anns a ’chòmhdach teann, agus tha na gràinean iomlan air am pasgadh gu teann le adhesive.Ged a tha an uachdar air a bhleith le electrolyte, bidh nas lugha de shianalan pore air an cruthachadh.Às deidh creimeadh, tha uachdar a ’chòmhdaich dùmhail agus chan eil mòran structaran easbhaidh ann.Airson Figear 6 (A1, A2), mar thoradh air feartan mwnt-cooh-sdbs, tha an còmhdach ro chreachadh na structar porous air a chuairteachadh gu co-ionnan.Às deidh creimeadh, bidh pores a ’phàirt thùsail a’ fàs cumhang agus fada, agus bidh an sianal a ’fàs nas doimhne.An coimeas ri Figear 6 (B2, C2), tha barrachd lochdan aig an structar, a tha co-chòrdail ri cuairteachadh meud luach bacadh còmhdach a gheibhear bho dheuchainn creimeadh electrochemical.Tha e a’ sealltainn gu bheil an còmhdach ceirmeag alumina anns a bheil graphene, gu sònraichte am measgachadh de graphene agus carbon nanotube, an aghaidh creimeadh as fheàrr.Tha seo air sgàth gu bheil structar carbon nanotube agus graphene comasach air casg a chuir air sgaoileadh sgàineadh gu h-èifeachdach agus am matrix a dhìon.
7. Deasbad agus geàrr-chunntas
Tro dheuchainn an aghaidh creimeadh de nanotubes gualain agus cuir-ris graphene air còmhdach ceirmeag alumina agus mion-sgrùdadh air microstructure uachdar a ’chòmhdaich, thathas a’ tighinn gu na co-dhùnaidhean a leanas:
(1) Nuair a bha an ùine coirbeachd 19 h, a’ cur 0.2% hybrid carbon nanotube + 0.2% graphene stuth measgaichte còmhdach ceirmeag alumina, mheudaich an dùmhlachd sruth corrach bho 2.890 × 10-6 A / cm2 sìos gu 1.536 × 10-6 A / cm2, tha an casg dealain air àrdachadh bho 11388 Ω gu 28079 Ω, agus is e an èifeachdas an aghaidh creimeadh an ìre as motha, 46.85%.An coimeas ri còmhdach ceirmeag alùmanum fìor-ghlan, tha an còmhdach co-dhèanta le graphene agus carbon nanotubes nas fheàrr an aghaidh creimeadh.
(2) Le àrdachadh ann an ùine bogaidh electrolyte, bidh an electrolyte a ’dol a-steach don cho-uachdar còmhdach / substrate gus film meatailt ogsaid a thoirt gu buil, a chuireas bacadh air dol a-steach electrolyte a-steach don fho-strat.Bidh an casg dealain an-toiseach a’ lughdachadh agus an uairsin ag àrdachadh, agus tha an aghaidh creimeadh de chòmhdach ceirmeag alùmanum fìor-ghlan truagh.Chuir structar agus co-obrachadh carbon nanotubes agus graphene bacadh air dol a-steach electrolyte sìos.Nuair a bha e bog airson 19.5 h, chaidh cnap-starra dealain an còmhdach anns an robh nano-stuthan sìos 22.94%, 25.60% agus 9.61% fa leth, agus bha an aghaidh creimeadh an còmhdach math.
(3) Mar thoradh air feartan carbon nanotubes, tha structar porous air a chuairteachadh gu co-ionnan aig a’ chòmhdach a tha air a chur ris le nanotubes gualain mus creachadh.Às deidh creimeadh, bidh pores a ’phàirt thùsail a’ fàs cumhang agus fada, agus bidh na seanalan a ’fàs nas doimhne.Tha structar còmhnard aig a’ chòmhdach anns a bheil graphene mus creimeadh e, tha an cothlamadh eadar gràineanan anns a’ chòmhdach dlùth, agus tha na gràinean iomlan air am pasgadh gu teann le adhesive.Ged a tha an uachdar air a bhleith le electrolyte às deidh creimeadh, chan eil mòran de shianalan pore ann agus tha an structar fhathast dùmhail.Faodaidh structar carbon nanotubes agus graphene casg a chuir air sgaoileadh sgàineadh gu h-èifeachdach agus am matrix a dhìon.
Ùine puist: Mar-09-2022