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题目:电沉积氧化石墨烯成膜对NdFeB磁体耐蚀性的研究

关键词:氧化石墨烯,Zn/rGO,电沉积,NdFeB,耐蚀性

  摘要



粉末冶金烧结的钕铁硼(NdFeB)由于其突出优异的磁性能而被广泛使用。但是,其多孔和多相的微观结构使得它在一般的环境中耐蚀性很差。通常采用表面膜层防护的方法提高NdFeB的耐蚀性。自2004年石墨烯被Geim发现以来,由于其自身具有很多优异的特性而被广泛地应用在许多领域。一些研究表明,通过化学气相沉积法制备的涂覆到金属表面的石墨烯膜层能够阻隔氧气和腐蚀性离子,使其能够保护金属免受环境的氧化和腐蚀。但是,在石墨烯耐蚀性方面的研究还较少,且利用电泳沉积形成的石墨烯的膜层的耐蚀性并没有人研究过。所以本文尝试利用简易的电沉积法将石墨烯沉积于NdFeB表面成膜,并考察其耐蚀性。本文主要通过电泳沉积和电沉积在NdFeB表面制备了石墨烯膜层和锌与石墨烯的复合膜层,并分别评价了它们在3.5wt%的NaCl溶液中的耐腐蚀性能。

通过改进的Hummers方法制备了氧化石墨烯(GO)。利用电泳沉积在钕铁硼表面沉积了氧化石墨烯膜层(EPD-GO)。结果表明经过电泳沉积,大量的含氧基团从氧化石墨烯表面脱除,膜层中的氧化石墨烯被还原。同时,在一定的沉积条件下,形成的石墨烯膜层附着力较好,膜层完整。根据电化学测试结果,在3.5wt%的NaCl溶液中,完整的EPD-GO膜层能够阻止腐蚀性离子的扩散,抑制基材的阳极溶解,减小腐蚀电流密度;腐蚀电位的正移表明致密的EPD-GO膜层降低了基材NdFeB的腐蚀敏感性。

利用电沉积在含有GO的氯化锌溶液中制备了Zn/rGO复合膜层。与单纯的镀锌相比,一定浓度的GO能改变镀锌晶体的择优生长取向,Zn/rGO复合膜层的优先生长晶面由(100)变成(002)。膜层的微观形貌从纯锌的紧密堆积在一起的凸起晶粒变成了Zn/rGO复合膜层的纳米片状结构。经过电沉积,GO被还原,形成了rGO,并均匀的分散在Zn/rGO复合膜层中。电化学测试结果表明,在3.5wt%的NaCl溶液中,随着浸泡时间的延长,由于氧化产物堆积所形成的氧化膜使得Zn/rGO复合膜层的腐蚀阻抗值逐渐增加。