镁合金表面氧化石墨烯复合涂层的研究现状
2021-12-22陈燕宁陈勇花姚文辉潘复生
材料工程 2021年12期
陈燕宁,吴 量,陈勇花,程 苓,姚文辉,潘复生
(1 重庆大学 材料科学与工程学院,重庆 400044;2 重庆大学 国家镁合金工程研究中心,重庆 400044)
镁合金因具有较小的密度、高的比强度和比刚度、优异的导电和导热性等性能而被广泛应用于航空航天、兵器工业、汽车、电子、医疗产品等领域[1-10]。然而,镁合金由于具有低标准电位的特征,在水或含有水的环境中表面易氧化且易腐蚀。腐蚀问题会降低镁合金体系的结构稳定性和耐久性,导致镁合金设备故障以及泄漏等问题[11-17]。如何抑制氧化过程是抑制镁合金腐蚀的关键。目前,通过物理或化学方法隔离腐蚀液和镁基底接触是缓蚀的主要策略。例如,缓蚀剂可以吸附在镁合金表面形成不溶的分子膜,从而抑制腐蚀[18];有机涂层用作防水材料,可以防止腐蚀液与镁合金基体接触[19-20];石墨烯可以用作保护镁合金的物理屏障[21]。
作为蜂窝状双面碳原子结构的氧化石墨烯(GO)表现出独特的几何形状和物理特性,例如高纵横比、高导热性和导电性以及机械强度等[22-24]。此外,单层石墨烯的厚度约为0.34 nm[25],但其直径高达几百微米。GO的无缺陷单层膜对水和氧的扩散具有不渗透性,是制备具有较高阻隔性能材料的理想选择[26]。现已有很多研究者将GO运用在镁合金的表面防护中,并表现出良好的耐蚀性[27]。GO可以作为增强剂降低原本多孔结构涂层的孔隙率来增强内聚强度,也可以利用其高比表面积以及官能团的键合能力增强与基体的互连性,影响其复合物质的生长,比如在Leila报道中GO的添加提高了CaP的结晶度以及增强了涂层对镁合金附着力[28]。……
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