鍍鋅鋼板的使用已有二百多年的歷史,至今仍然占有重要的地位。電鍍鋅(Zn)層的主要作用是作為陽極犧牲層來減少鋼鐵基底的腐蝕。近年來,隨著建筑業、汽車業及家電業的迅速發展,鍍鋅鋼板的得到了更加廣泛的應用,同時也對其耐蝕性提出了更高的要求,但未經處理的鍍鋅鋼板易發生腐蝕,使鍍鋅層表面易形成灰暗色,在存貯過程中形成白銹或產生黑變,一般采用鉻酸鹽進行鈍化處理以提高耐蝕性能,但鉻酸鹽的環境有害性不容忽視。因此,納米顆粒(SiO2, TiO2,ZrO2,CNTs等)增強鍍鋅層的耐蝕性也被廣泛研究。
眾所周知,石墨烯(Gr)具有獨特的物理、化學和力學性能,被認為是一種理想的金屬材料增強相。電化學法,又稱電鍍法,廣泛應用于金屬表面防護薄膜的制備,具有方便、快捷、低成本的特點。電化學法制備金屬+石墨烯復合薄膜的原理是:將氧化石墨烯(GO)懸浮液與電解液均勻混合,在通電的條件下,氧化石墨烯由分散體系向陰極表面附近傳質、吸附且發生電子交換,被還原為石墨烯(Gr);最后在攪拌情況下石墨烯與金屬離子發生共沉積,在陰極形成金屬+石墨烯復合材料。
武漢大學物理科學與技術學院潘春旭教授課題組近年來致力于金屬+石墨烯復合材料的研究與應用。最近博士生宋貢生等人利用反向脈沖電鍍法制得了高耐蝕性的Zn-Gr復合薄膜。研究了電解液中GO添加量對復合鍍層的微結構和耐蝕性的影響。結果表明:1)GO的加入將改變金屬鋅的電沉積機制,即,鍍層的擇優取向由純鋅的(112)和(101)晶面逐步變為復合鍍層的(103)、(102)和(110)晶面;2)前驅體GO在共沉積過程中被還原為Gr;3)Gr的加入不會影響鍍層與基體的結合力,所有鍍層結合力均為5B等級(ASTMD3359);4)在電解液中存在一個最佳的GO添加范圍(0.3-0.5g/L),此時得到的Zn-Gr復合鍍層的腐蝕電流僅為純鋅層的1%,即表現出最好的耐蝕性。最近,論文已經發表在美國電化學學會刊物《Journalof The Electrochemical Society》(工程技術2區top,影響因子3.662)上。
論文鏈接:Gongsheng Song, Sishi Li,Gang Liu, Qiang Fu, Chunxu Pan: “Influence of Graphene OxideContent on theZn-Gr Composite Layer Prepared by Pulse Reverse Electro-plating”, Journal of The Electrochemical Society, 2018, 165(11): D501-D510.
(http://jes.ecsdl.org/content/165/11/D501.abstract?sid=7f21ca3c-fdcf-4bb1-99b3-3d615eb303c2)
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責任編輯:王元
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