石墨烯含量对石墨烯/TiO2水玻璃基复合涂层防腐性能的调控机制研究

本文通过电化学阻抗谱（EIS）和极化曲线分析，系统研究了石墨烯/TiO2复合填料在钾水玻璃（K2SiO3）基涂层中的协同防腐机制。研究发现，1.25 wt.%石墨烯添加量可使涂层阻抗值（|Z|0.01Hz）稳定在105 Ω·cm2，显著延长腐蚀介质扩散路径，为无机防腐涂层的设计提供新思路。

　　

Highlight

材料

实验采用2A12铝合金（成分：0.5 wt.% Si、3.9 wt.% Cu等），通过改进Hummers法制备石墨烯，与TiO₂（P25型）按0.01-0.50 g梯度混合，以钾水玻璃（K₂SiO₃）为基体制备复合涂层。

重量与厚度测量

随着石墨烯含量从0.01 g增至0.50 g，涂层浸泡后电阻从10⁸ Ω骤降至10³ Ω，显示过量石墨烯会引发电偶腐蚀风险。浸泡实验表明，3.5 wt.% NaCl溶液中高含量（>0.5 g）涂层出现明显腐蚀产物堆积。

结论

五组涂层中TiO₂和碳相结构稳定，1.25 wt.%石墨烯添加量（0.25 g）时涂层展现最佳防腐性能，其"迷宫效应"可有效阻隔腐蚀介质渗透。过量石墨烯（>2.5 wt.%）会因颗粒聚集产生裂纹，反而降低防护效果。