新型镍/石墨烯纳米复合镀层的制备及耐腐蚀机理研究

Corrosion of metals is a serious global problem, the high anti-corrosion requirements of metals are more desirable with the increasing large-scale constructions in our country. Based on this, researches on nanocomposite coatings used for metal protection is becoming more and more popular in recent years. Graphene nanoplatelets with excellent anti-corrosion properties added into nickel coatings using co-deposition method will be applied on stainless steel in order to achieve better anti-corrosion properties in this project. Combining multiple modern determination methods, the properties of Ni/graphene nanocomposites will be characterized and the interface formation principles between Ni and graphene will be described. The anti-corrosion mechanisms of Ni/graphene nanocomposites will be clarified as well using electrochemical analysis method. This research not only provides necessary scientific foundation, but also has very important significance for our construction engineerings in our country.

金属材料腐蚀是一个严重的全球性问题，随着我国大型工程建设的日益增多，对于具有高耐腐蚀性能金属材料的需求显得尤为迫切。近年来，采用纳米复合镀层技术防护金属成为研究热点。为了获得高耐腐蚀性能的镍基纳米复合镀层, 本项目提出将具有优异耐腐蚀性能的石墨烯颗粒作为金属镍的增强加固颗粒，采用纳米复合镀技术在不锈钢的表面制备具有高耐腐蚀性能的新型镍/石墨烯纳米复合镀层。综合运用多种光谱、质谱等先进分析测试方法进行镍/石墨烯纳米复合镀层宏观与微观性能表征，分析并阐明镍和石墨烯复合界面形成规律及作用机制，采用电化学分析技术研究并揭示镍/石墨烯纳米复合镀层的耐腐蚀机理。本研究不仅为提高纳米复合镀层的综合性能方面提供必要的科学基础与技术途径，而且对我国大型工程建设等方面具有重要的意义。

随着我国大型工程建设的日益增多，对于金属材料高耐腐蚀性能的需求显得极为迫切。近年来,纳米复合镀层所表现出的诸多优异性能已使纳米复合镀技术迅速成为防护金属成为研究热点。本项目针对金属镍镀层的耐腐蚀性能差的问题，提出将具有非常优异耐腐蚀性能的石墨烯颗粒作为金属镍的增强颗粒，采用纳米复合镀技术在不锈钢的表面制备具有高耐腐蚀性能的新型镍/石墨烯纳米复合镀层；综合运用扫描电镜、原子力显微镜等技术对镍/石墨烯纳米复合镀层进行表观形貌分析，通过石墨烯的添加可以明显降低镍镀层的表面粗糙度；通过光电子能谱和红外光谱等表征分析并阐明镍和石墨烯复合界面形成规律及作用机制；采用XDLVO计算镍/石墨烯纳米复合镀层抗菌吸附机理；采用电化学分析技术研究镍/石墨烯纳米复合镀层的耐腐蚀性能，并揭示镍/石墨烯纳米复合镀层的耐腐蚀增强机理。本研究不仅为提高纳米复合镀层的综合性能方面提供必要的科学基础与技术途径，而且对我国大型工程建设等方面具有重要的意义。