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金属-石墨烯复合涂层研究进展

2021-11-08王翔吴王平黄佳琪江兰兰孙致平江鹏1c陈从平1c张屹1c宋新隆刘坤明产国宏郑国城

表面技术 2021年10期

王翔,吴王平,黄佳琪,江兰兰,孙致平,江鹏,1c,陈从平,1c,张屹,1c,宋新隆,刘坤明,产国宏,郑国城

(1. 常州大学 a.机械与轨道交通学院 b.电化学与腐蚀实验室 c.常州市模具先进制造高技术研究重点实验室,江苏 常州 213164;2.常州工程职业技术学院,智能制造学院,江苏 常州 213164;3.江苏科祥防腐材料有限公司,江苏 常州 213100)

石墨烯(Graphene,Gr)具有独特的二维结构和优异特性,如高热导率、高透光率和高电子迁移率[1-4],被用于许多领域,如传感元件[5]、电池[6-8]、生物装置[9]和涂层的防腐[10-11]等。目前,石墨烯主要的制备方法有机械剥离法[12-14]、氧化还原法[15]、化学气相沉积法[16]、外延生长法等。石墨烯主要是使用氧化还原法进行量产,氧化石墨烯(GO)是石墨烯的氧化物,其基面含有环氧化物和羟基,此外还有位于边缘的羰基和羧基[17]。氧化石墨烯可以通过去除含氧基团还原成为石墨烯[18-19]。根据层数,可分为单层、双层以及多层石墨烯,这几种石墨烯具备的性质相差较大。鉴于石墨烯材料优异的性能及其潜在的应用价值,在众多领域已取得了一系列重要进展,但石墨烯在实际应用上还有许多困难,无法生产大面积石墨烯、分散性差、价格昂贵等都给石墨烯的商用造成了阻碍。

在金属涂层表面技术应用方面,可将二维材料石墨烯作为第二相加入其中,获得金属-石墨烯复合涂层,从而提高涂层的性能[20-23]。在复合涂层的研究中,研究者将石墨烯作为第二相,形成 Ni-Gr[24-30]、Cu-Gr[31-35]、Fe-Gr[36]、Al-Gr[37]、Ag-Gr[38-39]、Co-Gr[40]、ZnNiFe-Gr[41]、Ti6Al4V-Gr[42]、PPy-Gr[43]、树脂-Gr[44]等复合涂层。表1 总结了近年来金属-石墨烯复合涂层种类、制备工艺、工艺参数以及涂层相关性能。……

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