铜表面镍-石墨烯的电沉积制备及耐腐蚀性能
发布时间：2021-09-15 22:19
采用电沉积方法,将石墨烯与镍离子共沉积到被保护的铜基底上,制备了镍-石墨烯复合镀层.通过X射线衍射（XRD）、扫面电子显微镜（SEM）等方法对复合材料的物质结构、表面形貌特征进行了表征,采用海水浸泡方法研究了复合材料的抗腐蚀性能.结果表明:当电流密度为5 A/dm2时,共沉积方法制备的镍-石墨烯复合镀层平整连续,晶粒较小,石墨烯穿插于多个镍颗粒之间,将镍颗粒包裹于其中,能有效阻断海水中的酸根、碱性离子对铜基底的腐蚀作用,明显增强了复合材料的耐腐蚀性.此研究对船舶及海洋工程金属构件的抗海水腐蚀方法具有一定的参考价值.
【文章来源】：华南师范大学学报(自然科学版). 2020,52(04)北大核心
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
铜表面共沉积Ni-r GO镀层后样品表面及横截面的SEM图
其中，υc为腐蚀速率(mm/a);Ic为腐蚀电流密度(A/cm2)，由塔菲尔曲线拟合得到，未处理的Cu、Cu/Ni、Cu/Ni-r GO的Ic分别为0.140、0.450、0.017m A/cm2;K=3 272 mm/a,k为腐蚀速率常数[21];me为等效质量(g),Cu、Cu/Ni、Cu/Ni-r GO样品的me分别为0.69、0.74、0.70 g;ρ为样品密度(g/cm3),Cu、Cu/Ni、Cu/Ni-r GO样品的密度分别为8.9、8.7、8.5 g/cm3;A为样品的有效面积(cm2)，各样品有效面积相同(0.079 cm2)．由以上各参数计算可得各样品在NaCl溶液中的腐蚀速率(图5B)．铜的腐蚀速率为0.045 mm/a,Cu/Ni样品的腐蚀速率是0.016mm/a,Cu/Ni-r GO样品的腐蚀速率为0.006 mm/a．在相同的腐蚀环境下，铜的腐蚀速率是Cu/Ni样品腐蚀速率的2.8倍，是Cu/Ni-r GO样品腐蚀速率的7.5倍．说明实验中共沉积法得到的Ni-r GO镀层能有效阻止电解液对复合材料的电化学腐蚀．2.4 镀层的抗腐蚀性能分析
图4为复合镀层表面及横截面的SEM图．电镀条件:r GO质量分数为0.05%，电流密度为5 A/dm2．在添加r GO后，铜表面被Ni和r GO复合层所覆盖，晶粒减小，表面的粗糙度增加(图4A～B).r GO穿插于多个镍颗粒之间，把镍颗粒包裹其中，共同被沉积在铜表面(图4C)．由图4D可知，沉积层厚度在5～10μm左右．结合图2电沉积后的XRD谱可以确定，铜表面确实存在Ni和r GO.图4 铜表面共沉积Ni-r GO镀层后样品表面及横截面的SEM图
【参考文献】：
期刊论文
[1]海水环境中金属材料腐蚀磨损及耐磨防腐一体化技术的研究进展[J]. 刘二勇,曾志翔,赵文杰. 表面技术. 2017(11)
[2]碳材料在金属防腐蚀中的应用研究进展[J]. 路晨,王海人,屈钧娥,曹志勇. 腐蚀科学与防护技术. 2014(03)
[3]珠江口海水密度的研究[J]. 陈国华,纪红,谢式南,张力军,张爱滨. 青岛海洋大学学报(自然科学版). 1999(S1)
博士论文
[1]氧化石墨烯功能材料的研制及其对铜、镍等离子吸附性能研究[D]. 杨焰.湖南大学 2017
硕士论文
[1]紫铜在人工海水中的冲刷腐蚀行为研究[D]. 李多.哈尔滨工程大学 2013
本文编号：3396915
【文章来源】：华南师范大学学报(自然科学版). 2020,52(04)北大核心
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
铜表面共沉积Ni-r GO镀层后样品表面及横截面的SEM图
其中，υc为腐蚀速率(mm/a);Ic为腐蚀电流密度(A/cm2)，由塔菲尔曲线拟合得到，未处理的Cu、Cu/Ni、Cu/Ni-r GO的Ic分别为0.140、0.450、0.017m A/cm2;K=3 272 mm/a,k为腐蚀速率常数[21];me为等效质量(g),Cu、Cu/Ni、Cu/Ni-r GO样品的me分别为0.69、0.74、0.70 g;ρ为样品密度(g/cm3),Cu、Cu/Ni、Cu/Ni-r GO样品的密度分别为8.9、8.7、8.5 g/cm3;A为样品的有效面积(cm2)，各样品有效面积相同(0.079 cm2)．由以上各参数计算可得各样品在NaCl溶液中的腐蚀速率(图5B)．铜的腐蚀速率为0.045 mm/a,Cu/Ni样品的腐蚀速率是0.016mm/a,Cu/Ni-r GO样品的腐蚀速率为0.006 mm/a．在相同的腐蚀环境下，铜的腐蚀速率是Cu/Ni样品腐蚀速率的2.8倍，是Cu/Ni-r GO样品腐蚀速率的7.5倍．说明实验中共沉积法得到的Ni-r GO镀层能有效阻止电解液对复合材料的电化学腐蚀．2.4 镀层的抗腐蚀性能分析
图4为复合镀层表面及横截面的SEM图．电镀条件:r GO质量分数为0.05%，电流密度为5 A/dm2．在添加r GO后，铜表面被Ni和r GO复合层所覆盖，晶粒减小，表面的粗糙度增加(图4A～B).r GO穿插于多个镍颗粒之间，把镍颗粒包裹其中，共同被沉积在铜表面(图4C)．由图4D可知，沉积层厚度在5～10μm左右．结合图2电沉积后的XRD谱可以确定，铜表面确实存在Ni和r GO.图4 铜表面共沉积Ni-r GO镀层后样品表面及横截面的SEM图
【参考文献】：
期刊论文
[1]海水环境中金属材料腐蚀磨损及耐磨防腐一体化技术的研究进展[J]. 刘二勇,曾志翔,赵文杰. 表面技术. 2017(11)
[2]碳材料在金属防腐蚀中的应用研究进展[J]. 路晨,王海人,屈钧娥,曹志勇. 腐蚀科学与防护技术. 2014(03)
[3]珠江口海水密度的研究[J]. 陈国华,纪红,谢式南,张力军,张爱滨. 青岛海洋大学学报(自然科学版). 1999(S1)
博士论文
[1]氧化石墨烯功能材料的研制及其对铜、镍等离子吸附性能研究[D]. 杨焰.湖南大学 2017
硕士论文
[1]紫铜在人工海水中的冲刷腐蚀行为研究[D]. 李多.哈尔滨工程大学 2013
本文编号：3396915
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