2025-04-11116
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表面和较高的抗离子透过性。
化学气相沉积法（CVD）是制备石墨烯薄膜的非常有效的方法,已经成功在Cu或Ni表面上生长出石墨烯薄膜，并有效降低了基材的腐蚀但CVD法往往需要比较严格、高成本的制备条件，难以投入实际应用。
而电泳沉积法（EPD）被认为是在金属上生产石墨烯基薄膜的一种低温、易于应用、低成本且环境友好的工艺。其主要依靠氧化石墨烯（GO）官能团呈负电的特点,在电压作用下进行沉积。但EPD法制备GO涂层会受到多个因素如颗粒尺寸、电压、时间、悬浮液浓度、以及阴阳极距离等的影响，并且沉积的GO涂层的耐腐蚀效果难以得到较好的控制。
研究人员采用EPD法在碳钢表面制备了 GO涂层，结果显示其GO涂层不够致密，缺陷充当了腐蚀引发的部位，反而加剧了腐蚀。通过探究GO尺寸的影响，发现较小的GO片可产生具有优异耐腐蚀性的可靠涂层。有些研究则是通过在悬浮液中添加其他试剂对GO进行改性或复合，以提高其耐腐蚀性能，例如Zn-GO涂层、NiCo-GO涂层、GO-透明质酸-羟基磷灰石纳米复合涂层。
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。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且存在一个更佳范围。采用EPD法，分别在光洁和粗糙的碳钢表面上制备GO涂层，以探究表面粗化对GO涂层的影响。
为了探究碳钢表面状态对电泳沉积法制备氧化石墨烯涂层的影响，分别在粗化和抛光的碳钢表面制备了氧化石墨烯涂层，并通过激光散射仪测量了氧化石墨烯横向尺寸，采用三维表面测量仪对粗化碳钢表面形貌进行了表征，通过光学显微镜对涂层进行微观分析，并利用电化学工作站对涂层进行动电位极化曲线和电化学阻抗谱测试。结果表明：抛光面上的涂层有明显缺陷，疏松，其腐蚀电流密度是无涂层碳钢的1.5倍，阻抗值减小，耐腐蚀性能下降;较粗糙的表面有利于形成具有更均匀、致密的涂层，其腐蚀电流密度降低了10倍，阻抗值增大。所以，表面粗化可以改善氧化石墨烯涂层质量,提升其耐腐蚀性能。
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