石墨烯对激光熔覆镍基复合涂层耐腐蚀性能的影响

摘要：

目的 研究石墨烯(Gr)含量对镍基复合涂层耐腐蚀性能的影响,通过分析Gr对复合涂层耐腐蚀性的影响规律从而确定Gr的最优添加量,同时研究不同Gr含量的镍基复合涂层在3种不同pH值溶液(酸性、中性、碱性)中的腐蚀行为.方法 采用预置粉激光法制备了5种不同Gr含量(质量分数分别为0％、0.3％、0.5％、0.8％、1％)的石墨烯/镍基(Gr/Ni60)复合涂层,并对复合涂层进行腐蚀前表面微观形貌分析、耐腐蚀性能测试、X射线光电子能谱分析、腐蚀后表面形貌分析.结果 在加入Gr的复合涂层中,C元素与Cr元素主要分布在枝晶间,枝晶内区域主要以Fe、Ni为主.随着复合涂层中Gr含量的升高,在酸性腐蚀条件下,自腐蚀电位随着Gr含量的增加而升高,从-0.466 V升高到-0.384 V,极化电阻也由纯Ni60涂层的87.71?/cm2升高到153.53?/cm2,但各涂层均没有明显的钝化区间,主要发生析氢腐蚀,枝晶内腐蚀严重.在中性腐蚀环境下,各涂层出现了明显的钝化区间,当Gr的质量分数为0.8％时,钝化区间最长达到0.285 V,此时相位角值及阻抗模值均达到最大值,且表面生成的氧化物提高了涂层的耐腐蚀性能.在碱性腐蚀条件下,5种不同Gr含量的复合涂层相比于中性腐蚀环境下的复合涂层均出现了较长的钝化区间,当Gr的质量分数为0.8％时,钝化区间长度达到了1.506 V,极化电阻值也达到最大值3030.32?/cm2,当Gr的质量分数为1％时,3种环境下的耐腐蚀性能较Gr质量分数为0.8％时的耐腐蚀性能均有一定程度的降低.结论 Gr的加入对Ni基复合涂层耐腐蚀性能的积极影响显著.Gr的添加量有最优值,Gr添加过多会使复合涂层耐腐蚀性能降低,碱性腐蚀条件下复合涂层的耐腐蚀性能要优于酸性和中性腐蚀条件下的耐腐蚀性能,当Gr的质量分数为0.8％时,复合涂层具有最优异的耐腐蚀性能.

关键词：激光熔覆、石墨烯、Ni60、酸性、中性、碱性、耐腐蚀性能

所属期刊栏目：52

分类号：TG174.4(金属学与热处理)

资助基金：新疆维吾尔自治区天山青年计划项目2017Q015

在线出版日期：2023-05-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共14页

页码：175-188