不锈钢表面硅烷/氧化石墨烯膜层制备及其腐蚀性能研究

发布时间：2022-08-07 14:49

　　随着对海洋的开发与探索,海洋中所用金属材料的腐蚀和防护就显得越来越重要。传统的金属表面处理工艺如铬酸盐钝化、磷酸盐转化对环境影响很大,例如,高价铬离子对生物有很强的毒性,磷酸盐会引起水体富营养化,不符合国家提出的保护海洋生态环境的要求。因此,开发寻求一种既有效又绿色环保、且低成本的金属防护工艺成为重中之重。硅烷是一种绿色环保、成膜性好、机械性能强、具有耐蚀性的表面处理剂,成为替代传统金属处理工艺的首选。本文选用双-[3-（三乙氧基）硅丙基]四硫化物（BTESPT）为研究对象,通过电沉积方法在不锈钢基体表面沉积硅烷膜层,通过电化学测试可知硅烷膜层对不锈钢基体起到了良好的保护效果。探索硅烷膜层的最佳沉积条件,实验发现沉积电压为-1.0V时沉积的硅烷膜层对不锈钢基体的保护作用最好。硅烷膜层虽然对金属基体起到了一定的保护作用。但同时单一硅烷膜层存在点坑、裂纹等缺陷,对金属不能起到持久的防护效果。调研发现氧化石墨烯为近年来新兴的二维碳材料,其比表面积大、机械性能好、化学稳定性高、热力学稳定,良好的耐腐蚀性能也促使人们对其在腐蚀方面的应用产生了浓厚的兴趣。通过在Hummers方法基础上进行改进成功... 

【文章页数】：65 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 前言
    1.1 引言
    1.2 不锈钢腐蚀现状
        1.2.1 腐蚀分类
        1.2.2 腐蚀防护方法
        1.2.3 涂层防护
    1.3 硅烷
        1.3.1 硅烷概述
        1.3.2 硅烷基本结构及其作用机理
    1.4 氧化石墨烯
        1.4.1 氧化石墨烯基本结构
        1.4.2 氧化石墨烯防腐涂层研究现状
    1.5 深海环境下腐蚀研究现状
        1.5.1 海洋腐蚀环境区域的划分
        1.5.2 复杂的深海环境
    1.6 表面膜层性质的检测表征方法
        1.6.1 扫描电子显微镜
        1.6.2 电化学测试
    1.7 本论文选题思路及主要研究内容
2 不锈钢表面电沉积制备硅烷膜层及其性能研究
    2.1 引言
    2.2 实验试剂、实验仪器
        2.2.1 实验试剂
        2.2.2 实验仪器
    2.3 膜层制备及表征
        2.3.1 304不锈钢基体的预处理
        2.3.2 电沉积制备硅烷膜层
        2.3.3 硅烷膜层的表征
    2.4 结果与讨论
    2.5 电沉积硅烷膜层的防腐机理研究
    2.6 本章小结
3 不锈钢表面电沉积制备氧化石墨烯膜层及其性能研究
    3.1 引言
    3.2 实验试剂、实验仪器
        3.2.1 实验试剂
        3.2.2 主要实验仪器
    3.3 氧化石墨烯的制备
        3.3.1 氧化石墨烯的主要制备方法
        3.3.2 氧化石墨烯的制备及表征
    3.4 氧化石墨烯膜层制备
    3.5 结果与讨论
        3.5.1 动电位极化曲线分析
        3.5.2 电化学阻抗图谱分析
        3.5.3 氧化石墨烯膜层扫描电镜分析
    3.6 氧化石墨烯膜层的防腐蚀机理分析
    3.7 本章小结
4 不锈钢表面制备硅烷/氧化石墨烯复合膜层及性能研究
    4.1 引言
    4.2 实验试剂与实验仪器
        4.2.1 实验试剂
        4.2.2 实验仪器
    4.3 硅烷/氧化石墨烯复合膜层制备
        4.3.1 硅烷/氧化石墨烯混合溶液制备
        4.3.2 硅烷/氧化石墨烯复合膜层的制备
    4.4 硅烷/氧化石墨烯复合膜层性能测试
        4.4.1 硅烷中氧化石墨烯浓度的选定
        4.4.2 不同膜层电化学测试及扫描电镜分析
        4.4.3 硅烷/氧化石墨烯复合膜层耐蚀性测试
        4.4.4 不同膜层在高压下性能测试
        4.4.5 硅烷/氧化石墨烯复合膜层防腐机理分析
    4.5 本章小结
5. 总结与展望
    5.1 本论文主要结论
    5.2 本论文创新点
    5.3 后期展望
参考文献
致谢
个人简历
发表的学术论文



本文编号：3670516