锆合金表面垂直石墨烯的制备及其抗腐蚀性能

发布时间：2020-12-14 09:00

　　锆合金具有小的中子吸收截面、辐照稳定性,足够的机械强度,与冷却剂、裂变产物及燃料的相容性,优异的加工特性,广泛应用于核反应堆包壳以及其他关键部件。随着核反应堆燃耗的增加,急需提高现有锆合金包壳的耐腐蚀性。石墨烯以其特殊的结构以及优异的导热性、化学稳定性、超疏水性,在防腐蚀领域有着巨大的潜力。本论文采用PECVD方法在锆合金表面原位生长垂直石墨烯,利用电化学方法和高温氧化试验系统研究锆合金表面垂直石墨烯的电化学耐腐蚀性和抗氧化性,揭示其耐腐蚀机理。本文采用PECVD在锆合金表面制备垂直石墨烯薄膜（VFG）,通过优化工艺参数,得到了当气体流比量为Ar/CH4:10:90、温度为600℃、生长时间为60min,气体压强为500Pa时,可得到缺陷最少、密集程度最高的超疏水结构的垂直石墨烯,其润湿角达119°。VFG与锆合金基体之间存在结晶碳层,两者之间结合良好;VFG的高度约为100nm,透射电镜结果显示VFG层数为3-5层,属于少层石墨烯。Na Cl溶液和KOH溶液的长期浸泡实验和电化学性能测试结果表明,锆合金的腐蚀电阻随时间变化,呈现先急剧增大再减小再增大的规律,波动明显,变化大于5000... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

锆合金氧化腐蚀机理示意图

殊的涂层结构对于金属材料和外部环境中的氧化性气体当于一个隔离保护层，直接隔离两者之间的联系，从而而起到保护金属基体的作用[20-21]。烯的结构与性能，简而言之就是单层的石墨，是由 sp2杂化的碳原子以而成的没有固定边界的理想完美二维晶体材料，碳原子元环的形式结合成键, 如图 1-3 所示[22]。石墨的层间作剥离形成一层层薄薄的石墨片，这些只有一个碳原子厚石墨烯。它是目前世界上最薄的材料，厚度只有 0.334.142nm，每个晶格由互成 120°的三个 σ 键连接，形成稳定烯具有非常优异的机械性能。石墨烯每层中包含很多碳和 sp2杂化轨道平面是相互垂直的，因此可以形成贯穿。大 π 键中的电子并不限制于两个原子之间，而是非定维晶体中自由运动，赋予石墨烯优异的导电性。

哈尔滨工业大学工程硕士学位论文纳米材料多种多样，既有零维的富勒烯 C60、一维的碳纳米管（石墨烯以及三维的石墨和金刚石[23]。石墨烯是组成其他碳纳米构单元，将石墨烯曲翘包覆可以形成零维的富勒烯，卷曲可以形米管，而由一层层的石墨烯通过叠加而成石墨和金刚石材料，如

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：2916170