石墨烯-金刚石/铜复合材料的电化学腐蚀性能研究

摘要：

目的 通过引入石墨烯和纳米金刚石,提高铜基体的硬度和抗腐蚀性能.方法 通过球磨、原位生长复合的方法,向铜粉上均匀引入纳米金刚石和石墨烯,并采用放电等离子烧结(SPS)制备石墨烯-金刚石混杂强化铜基复合材料(Gr@Dia/Cu).利用扫描电子显微镜(SEM)、硬度计、电化学工作站对材料的微观组织形貌、显微硬度、电化学腐蚀性能进行测试和表征.此外,还利用 X 射线光电子能谱(XPS)对腐蚀产物进行分析,并讨论Gr@Dia/Cu的腐蚀机理.结果 微观组织分析表明,石墨烯和纳米金刚石可以均匀地分散于铜基体中.Gr@Dia/Cu的硬度达到了 97.49HV,相较于纯Cu,Gr@Dia/Cu的硬度提高了 55.2%.在3.5wt%的NaCl溶液中,Gr@Dia/Cu表现出较好的抗腐蚀性能,其腐蚀电压为98 mV(纯Cu为 121 mV),Gr@Dia/Cu的腐蚀电流为3.082×10-7 A/cm2(纯铜为7.293×10-7 A/cm2),腐蚀速率低至0.072 3 mm/a,抗腐蚀效率提高了 57.74%.Gr@Dia/Cu的腐蚀产物中含有Cu2O、Cu(OH)2和CuO,与其他样品相比,Gr@Dia/Cu的腐蚀产物中CuO的相对含量(22.03%)明显较高.结论 原位生长的石墨烯由于自身良好的抗渗透性和化学惰性,可以大大提高铜基体的抗腐蚀性能,并且石墨烯可以在腐蚀过程中诱导产生致密的CuO钝化层,进一步提高材料的抗腐蚀性能.

关键词：石墨烯、铜基复合材料、原位生长、混杂强化、硬度、电化学腐蚀

所属期刊栏目：52

分类号：TG172(金属学与热处理)

在线出版日期：2023-07-31（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：177-185