2024-07-12857
石墨烯和石墨烯基材料因其卓越的电学、力学、热和光学性能被广泛应用于不同的研究领域。就腐蚀领域而言,大量研究表明,石墨烯或石墨烯基的涂层在一定程度上可以提高材料的耐腐蚀性能，这得益于石墨烯高效的比表面积和较高的抗离子透过性。
在涂层领域中，表面处理质量对涂层寿命的影响占所有影响涂层寿命因素的50%甚至更高，直接决定了涂层的寿命和特性。有关研究人员采用喷砂粗化预处理研究了基体表面粗糙度的变化及其对等离子涂层和电弧涂层结合强度的影响,发现基体表面粗糙程度对涂层与基体的结合强度有很大的影响。
超声制得氧化石墨烯悬浮液，选用样尺寸为10mm×10mm×3mm的Q345碳钢作为基体材料。一部分试样的工作面利用150目颗粒度的SiC砂纸进行打磨处理，另一部分试样的工作面采用0.5mm粒度抛光剂进行抛光，达到镜面效果。GO(氧化石墨烯)通过电泳沉积技术覆盖在试样表面。
图1 两种表面状态的GO涂层显微形貌
在2种表面状态的碳钢基体上制备的GO涂层在光学显微镜下的显微形貌如图1所示。GO在电泳沉积的作用下，均在基体表面上获得了一定厚度的涂层，抛光面上的涂层不均匀，表面存在明显的局部缺陷，缺陷部位GO疏松，含量较少,但并未直接裸露出基体（图1a、1b）。而粗糙表面上的涂层未发现明显的缺陷,具有良好的均匀性和致密性（图1c、1d）。由此表明，同样的EPD条件,在不同表面形貌的基体表面形成了质量差异明显的涂层。
在极化曲线中,腐蚀电位是浸入腐蚀性介质时表面稳定性的量度,高腐蚀电位、低腐蚀电流密度表现出良好的耐腐蚀性能。经研究人员测试，耐腐蚀性能GO-粗糙面＞基体-抛光面＞GO-抛光面＞基体-粗糙面。用阻抗谱的结果也佐证了极化曲线的结论。
采用电泳沉积法在碳钢表面获得了氧化石墨烯涂层，但抛光表面上涂层的致密性和均匀性较差,存在疏松和缺陷，从而造成腐蚀元素聚集,加重了腐蚀;粗化后的碳钢表面状态在制备氧化石墨烯涂层中起到了抑制团聚的作用,有利于获得更均匀致密的涂层,其耐腐蚀性能较好,为碳钢提供了有效的保护。
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