摘要
镁合金具有高比强度、韧性以及优异的切削加工性能，作为一种工程材料现已广泛应用于汽车、电子、运输、航空航天等领域。但镁合金耐蚀性能很差，严重限制了它的应用范围。稀土盐转化膜是一种绿色环保且耐蚀性较好的表面处理技术，近年来已被广泛研究，氧化石墨烯作为一种二维材料，在金属涂层方向也有着巨大的应用潜力，本文即向镧盐转化膜中掺杂氧化石墨烯来制备高耐蚀性的复合膜层。 本文通过单因素实验探讨镁合金表面稀土镧盐转化膜的最佳成膜工艺，采用一步法和自组装多步法制备掺杂氧化石墨烯的镧盐复合膜层。本文利用点滴试验、析氢实验、浸泡试验和电化学方法(EIS、Tafel)对膜层在3.5%NaCl溶液中的腐蚀行为进行探究，利用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)来探究膜层的微观形貌和成分组成。主要结论如下： (1)镧盐转化膜能够极大地提高镁合金的耐蚀性，膜层表面呈“龟裂状”，主要成分为La(OH)3，在成膜时间为30min，转化温度为20℃，并施加50r/min的机械搅拌时，镁合金试样的耐蚀性最好。此时试样自腐蚀电流密度大大降低，比空白镁合金基体下降了4个数量级，自腐蚀电位明显正移。 (2)通过一步法在镧盐转化液中掺杂氧化石墨烯，在AZ31B镁合金基体表面制备一层GO/La复合膜层。复合膜层表面形貌与单一镧盐转化膜基本无差别，表面均有龟裂纹。掺杂氧化石墨烯可以提升镧盐转化膜的耐蚀性，当氧化石墨烯掺杂量为50mg/L时，耐蚀性最佳，相较于未掺杂氧化石墨烯试样，膜层自腐蚀电流密度下降了约一个数量级。另外，当体系中施加轻微(50 r/min)的机械搅拌时，试样自腐蚀电流密度相较于未施加搅拌的复合膜层下降了一个数量级。 (3)通过多步法自组装制备了耐蚀性极佳的La/GO/GLYMO复合膜层。当氧化石墨烯溶液浓度为0.5g/L时，其自腐蚀电流密度低至1.024×10-10A·cm-2，此时膜层耐蚀性最佳，其腐蚀电流密度相较于一步法制备的GO/La复合膜层下降了一个数量级，说明多步法旋涂氧化石墨烯可以明显提升基体的耐蚀性，析氢实验、盐水浸泡实验与电化学实验结论均相符。
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