石墨烯/铜复合材料的制备与耐腐蚀性能的研究
发布时间：2021-03-31 14:13
材料的腐蚀时时刻刻都在进行着,腐蚀引起大量的资源浪费、环境污染和经济损失的同时,也会给人类的生产生活带来很多安全隐患,因此,杜绝或减缓材料的腐蚀一直是一件刻不容缓的事情。目前有通过改变材料本身结构、表面镀膜和在腐蚀介质中添加缓蚀剂的方式来抑制或降低材料的腐蚀。金属铜具有良好的导电性、导热性,因此被广泛应用在人们的生活的方方面面,例如电力行业、电子行业、能源石化领域、交通领域等。暴露的铜在自然环境中容易被腐蚀,因此对金属铜的防腐研究具有非常重大的意义。有许多研究表明,通过化学沉积法在金属铜箔表面长石墨烯后,金属铜箔的耐腐性能提高,这主要是由于石墨烯具有特殊结构。本文主要想要将宏观的石墨烯/金属箔的概念应用到微观的微纳米铜片上,即在微纳米铜片表面包覆石墨烯。之后,将石墨烯/铜片组装成块状石墨烯/铜复合材料。随后,本文探究了石墨烯/铜片与组装的块状石墨烯/铜复合材料的腐蚀性能,探究包覆石墨烯是否能够提高铜片的耐腐蚀性能。纯铜片与石墨烯/铜片和FeCl3的反应表明石墨烯/铜片的耐腐蚀性能要明显高于纯铜片;块状石墨烯/铜材料的腐蚀性能的表征主要通过盐雾腐蚀、电化学腐蚀。盐雾...
【文章来源】：上海交通大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
石墨烯的显微结构示意图
第二章实验部分14第二章实验部分实验部分主要涉及两大部分。第一部分是试样的制备，制备的流程如图2-1所示。首先，将球状铜粉通过球磨制备片状的铜粉；片状的铜粉经过退火除去表面的氧化铜后与聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）/苯甲醚溶液混合，混合物不断进行搅拌混合，表面附着聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）/苯甲醚溶液的铜片在900℃下，PMMA在铜的催化下在其表面分解生成石墨烯，最后，制备获得的石墨烯/铜片经过热压获得块状的石墨烯/铜复合材料，这些材料将应用于进一步的分析实验。图2-1石墨烯/铜复合材料的制备流程Fig.2-1Preparationprocessofgraphene/coppercomposite第二部分是腐蚀性能的测试。首先，片状的纯铜粉和石墨烯/铜粉与FeCl3的化学反应现象研究的腐蚀性能的研究；研究纯铜块和石墨烯/铜复合铜块的接触角，研究石墨烯的存在能否起到降低材料表面润湿性能，从而降低腐蚀；最后是块体材料进行盐雾腐蚀、电化学腐蚀和浸泡腐蚀试验，来进一步确认石墨烯/铜复合铜块的防腐蚀性能。2.1腐蚀性能实验设计2.1.1化学腐蚀化学腐蚀是指金属和腐蚀介质直接接触并相互作用发生化学反应导致的腐蚀。化学腐蚀产生的腐蚀产物会不断吸附在金属表面，这层腐蚀产物隔断了金属和腐
第二章实验部分18法相比，电化学测试腐蚀速率的测试实验的周期更短，效率更高，适用于高效高质量节奏的市场需求。本文通过测量试样的塔菲尔曲线来测定其腐蚀速率，主要是用塔菲尔曲线的外推法来确认。塔菲尔公式如下所示：=a+blni式中η是过电位，单位是mv；是电流密度，单位为A.cm-2；a、b是常数，常数a，b与电极材料的表面状态、温度及溶液浓度有关。如图2-2是塔菲尔曲线外推法求腐蚀电流的示意图。图2-2Tafel曲线外推法求icorrFig.2-2icorrcalculatedbyextrapolationmethod如用ηcorr为纵坐标，logi为横坐标作图，塔菲尔关系是一条直线(如图2-2所示)。这个关系式只适用于电流密度较大的情况。根据公式可知，当电流密度趋向0的时候，公式中的ηcorr将趋向负无穷，但是这是在电流密度很小时不能与事实相符合。金属的腐蚀电位和腐蚀电流分别是阴极极化曲线和阳极极化曲线直线部分延长线的交点对应的纵坐标和横坐标。塔菲尔曲线可用于定量计算电化学腐蚀的腐蚀电流值，而且过程比较便捷，但是塔菲尔曲线外推法存在一些缺陷。塔菲尔曲线外推法的主要缺点：电化学腐蚀体系的塔菲尔直线段部分不明显，通过外推法
【参考文献】：
期刊论文
[1]拉曼光谱在石墨烯结构表征中的应用[J]. 吴娟霞,徐华,张锦. 化学学报. 2014(03)
[2]金属材料防腐技术的研究进展[J]. 何毅,徐中浩,陈航宇,唐艳丽,陈丹. 应用化工. 2013(11)
本文编号：3111581
【文章来源】：上海交通大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
石墨烯的显微结构示意图
第二章实验部分14第二章实验部分实验部分主要涉及两大部分。第一部分是试样的制备，制备的流程如图2-1所示。首先，将球状铜粉通过球磨制备片状的铜粉；片状的铜粉经过退火除去表面的氧化铜后与聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）/苯甲醚溶液混合，混合物不断进行搅拌混合，表面附着聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）/苯甲醚溶液的铜片在900℃下，PMMA在铜的催化下在其表面分解生成石墨烯，最后，制备获得的石墨烯/铜片经过热压获得块状的石墨烯/铜复合材料，这些材料将应用于进一步的分析实验。图2-1石墨烯/铜复合材料的制备流程Fig.2-1Preparationprocessofgraphene/coppercomposite第二部分是腐蚀性能的测试。首先，片状的纯铜粉和石墨烯/铜粉与FeCl3的化学反应现象研究的腐蚀性能的研究；研究纯铜块和石墨烯/铜复合铜块的接触角，研究石墨烯的存在能否起到降低材料表面润湿性能，从而降低腐蚀；最后是块体材料进行盐雾腐蚀、电化学腐蚀和浸泡腐蚀试验，来进一步确认石墨烯/铜复合铜块的防腐蚀性能。2.1腐蚀性能实验设计2.1.1化学腐蚀化学腐蚀是指金属和腐蚀介质直接接触并相互作用发生化学反应导致的腐蚀。化学腐蚀产生的腐蚀产物会不断吸附在金属表面，这层腐蚀产物隔断了金属和腐
第二章实验部分18法相比，电化学测试腐蚀速率的测试实验的周期更短，效率更高，适用于高效高质量节奏的市场需求。本文通过测量试样的塔菲尔曲线来测定其腐蚀速率，主要是用塔菲尔曲线的外推法来确认。塔菲尔公式如下所示：=a+blni式中η是过电位，单位是mv；是电流密度，单位为A.cm-2；a、b是常数，常数a，b与电极材料的表面状态、温度及溶液浓度有关。如图2-2是塔菲尔曲线外推法求腐蚀电流的示意图。图2-2Tafel曲线外推法求icorrFig.2-2icorrcalculatedbyextrapolationmethod如用ηcorr为纵坐标，logi为横坐标作图，塔菲尔关系是一条直线(如图2-2所示)。这个关系式只适用于电流密度较大的情况。根据公式可知，当电流密度趋向0的时候，公式中的ηcorr将趋向负无穷，但是这是在电流密度很小时不能与事实相符合。金属的腐蚀电位和腐蚀电流分别是阴极极化曲线和阳极极化曲线直线部分延长线的交点对应的纵坐标和横坐标。塔菲尔曲线可用于定量计算电化学腐蚀的腐蚀电流值，而且过程比较便捷，但是塔菲尔曲线外推法存在一些缺陷。塔菲尔曲线外推法的主要缺点：电化学腐蚀体系的塔菲尔直线段部分不明显，通过外推法
【参考文献】：
期刊论文
[1]拉曼光谱在石墨烯结构表征中的应用[J]. 吴娟霞,徐华,张锦. 化学学报. 2014(03)
[2]金属材料防腐技术的研究进展[J]. 何毅,徐中浩,陈航宇,唐艳丽,陈丹. 应用化工. 2013(11)
本文编号：3111581
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