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铜表面石墨烯涂层因低缺陷重叠结构而具有优异的耐腐蚀性

DOI:10.1088/2051-672X/ab030f 期刊:Surface Topography: Metrology and Properties 出版年份:2019 更新时间:2025-11-21 11:08:12
摘要: 如今,超薄石墨烯涂层能为多种金属提供显著的抗腐蚀?;?,但不同研究中关于石墨烯涂层抗腐蚀机制的报道存在很大差异和矛盾。本研究系统考察了不同缺陷程度的石墨烯涂层在铜表面的防腐行为。结果表明,无论石墨烯层数多少,所有石墨烯涂层的铜都比热处理铜表现出更优异的耐腐蚀性。特别是双层石墨烯涂层的防腐性能最为有效,腐蚀介质需要经过较长路径才能到达铜与石墨烯的界面。单层石墨烯的耐腐蚀性次于双层石墨烯,而多层石墨烯较差的耐腐蚀性是由于高缺陷值增加了腐蚀路径,导致氯离子更容易通过缺陷迁移。因此,石墨烯涂层的抗腐蚀能力主要取决于缺陷密度而非层数——若含有高缺陷值,多层石墨烯涂层可能不会表现出更好的防腐性能。
作者: Yinghao Wu,Jingjing Yu,Wenjie Zhao,Wenting Wu,Jianda Dong,Kaihe Zhou,Qunji Xue
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研究概述 实验方案 设备清单

研究不同缺陷值的石墨烯涂层在铜表面的防腐行为,以了解缺陷密度和层数对耐腐蚀性的影响。

石墨烯涂层显著提升了铜的耐腐蚀性,其性能主要取决于缺陷密度而非层数。低缺陷双层石墨烯因延长了氯离子的腐蚀路径而展现出最佳防护效果。高缺陷多层石墨烯的腐蚀路径较短且会促进电偶腐蚀,加速失效。未来研究应聚焦于制备高质量、低缺陷的石墨烯涂层以实现金属的长期防护。

该研究仅限于铜基底和氯化钠溶液,可能无法代表所有腐蚀环境?;喑粱–VD)工艺本身会在多层石墨烯中引入缺陷,且研究结果可能不适用于其他金属或涂层方法。超过480小时的长期腐蚀机制尚未得到充分探究。

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