石墨烯改性增强富镁涂层对 AZ91D 镁合金的腐蚀防护效果

左洋，魏晗，左禹，张寒露，唐聿明，赵旭辉

（1.北京化工大学 碳纤维及功能高分子教育部重点实验室，北京 100029； 2.中国人民解放军92228 部队，北京 100072）

AZ91D 镁合金具有高的比强度和良好的加工性能、减震性能及导电导热性能等，在航空、汽车工业等领域具有广阔的应用前景[1]。但是镁合金电位很负，很容易发生腐蚀，必须使用合适的表面处理技术对其进行保护。有机涂层是最常用的腐蚀防护手段之一，通过在涂层中掺杂不同的颜填料，可以使涂层的屏蔽性能进一步提高，或者加入活泼性更高的金属颗粒利用阴极保护作用保护基体金属，例如广泛用于碳钢防腐的富锌涂层[2]以及用于铝合金防腐的富镁涂层[3]。纯镁相对于镁合金腐蚀电位更负，Y. ZUO 课题组前期[4-5]采用纯镁粉作为活性颜料加入环氧涂层，研究发现镁粉作为牺牲阳极颜料能够对AZ91D 镁合金基体提供阴极保护，同时其腐蚀产物（MgO 和Mg(OH)2）较稳定，也可增强涂层的屏蔽作用，使涂层对镁合金的保护作用显著加强。但与富锌涂层中的锌粉腐蚀产物不同，Mg(OH)2微溶于水，并且由于镁的电化学活性很强，当电解质溶液渗透到涂层内部与镁粉发生反应后，容易形成孔隙，从而降低涂层屏蔽性能[6-7]。因此，适当减少镁粉含量的同时保证其导电连接，有利于降低涂层孔隙率，进一步提高富镁涂层的阴极保护作用和屏蔽性能。

石墨烯具有优良的导电性能，并且存在双极性电场效应，电子迁移率可达2×105cm2/(V·s)[8]。前人的研究发现，将石墨烯加入环氧树脂中，可以有效提高涂层的屏蔽性能、耐强酸性、耐强碱性以及涂层附着力[9-10]；……