石墨烯浓度对镁基陶瓷膜生长及耐蚀性的影响

摘要

目的研究石墨烯浓度对AZ91D镁合金微弧氧化陶瓷膜生长及耐蚀性的影响。方法通过超声分散获得石墨烯分散液,添加到锆盐体系电解液中,采用微弧氧化技术,在AZ91D镁合金表面制备微弧氧化陶瓷膜。采用SEM、EDS对陶瓷膜微观结构进行分析,采用XRD对陶瓷膜物相组成进行分析,采用电化学工作站测量陶瓷膜在3.5%NaCl溶液中的极化曲线,并对其耐蚀性进行分析。结果随着石墨烯浓度增加,陶瓷膜微孔中的C含量先增加后减小,微孔外的C含量增加,陶瓷膜表面孔径和粗糙度先减小后增加,孔隙率增加,厚度几乎没有变化。并且石墨烯浓度对陶瓷膜相成分没有影响,主要相组成为MgF2、ZrO2、MgO和Mg2Zr5O12。与未添加石墨烯的试样相比,添加石墨烯后,腐蚀电流密度降低了1~2个数量级,极化电阻增加了1~2个数量级。在石墨烯质量浓度为0.15g/L时,陶瓷膜表面微孔孔径达到最小,腐蚀电流密度最小,为9.46×10^-7A/cm^2,极化电阻最大,为1.95×10^6W·cm^2,耐蚀性最好。结论一定浓度石墨烯能够减小微弧氧化陶瓷膜微孔孔径,增加孔隙率,提高陶瓷膜的耐蚀性。