鎂(mei)(mei)合金具有密度低、比強(qiang)度和比剛度高、鑄(zhu)造性好、易于回(hui)收利用(yong)等優點(dian),在航(hang)天航(hang)空、汽(qi)車工業、電子(zi)產品等領(ling)域得到(dao)了廣泛的應用(yong)。但是，由于鎂(mei)(mei)合金的自(zi)腐蝕電位很(hen)低，極(ji)易受腐蝕破壞,必須對其(qi)進行防腐表面處(chu)理。

微(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)弧(hu)(hu)(hu)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)技術(shu)是(shi)鎂(mei)(mei)合(he)(he)(he)金(jin)常用的(de)(de)(de)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)防(fang)護(hu)手段之一，通過(guo)(guo)原位生長的(de)(de)(de)方式在鎂(mei)(mei)合(he)(he)(he)金(jin)表面(mian)(mian)形成(cheng)一層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)硬度高、耐(nai)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)性好的(de)(de)(de)陶(tao)瓷層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)。微(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)弧(hu)(hu)(hu)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)膜(mo)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)由致密內(nei)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)和(he)疏(shu)(shu)松外層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)構成(cheng),外層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)微(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)孔(kong)和(he)裂(lie)縫使腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)介質(zhi)易滲(shen)入，降低(di)其(qi)防(fang)護(hu)性能，但是(shi)這種(zhong)粗糙多孔(kong)的(de)(de)(de)表層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)結(jie)構又有(you)利于(yu)后(hou)續封(feng)(feng)(feng)孔(kong)物(wu)的(de)(de)(de)附著。為(wei)了進(jin)一步提高微(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)弧(hu)(hu)(hu)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)膜(mo)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)耐(nai)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)性能，需要對其(qi)進(jin)行封(feng)(feng)(feng)孔(kong)處(chu)理。微(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)弧(hu)(hu)(hu)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)后(hou)超疏(shu)(shu)水封(feng)(feng)(feng)孔(kong)處(chu)理是(shi)一種(zhong)新型的(de)(de)(de)處(chu)理方法，處(chu)理后(hou)膜(mo)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)表現出(chu)(chu)(chu)優異的(de)(de)(de)防(fang)腐(fu)(fu)(fu)(fu)性能。Cui等(deng)(deng)在微(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)弧(hu)(hu)(hu)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)后(hou)的(de)(de)(de)AZ31鎂(mei)(mei)合(he)(he)(he)金(jin)表面(mian)(mian)修飾硬脂酸制(zhi)(zhi)備(bei)出(chu)(chu)(chu)超疏(shu)(shu)水復(fu)合(he)(he)(he)膜(mo)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)，能有(you)效抑(yi)制(zhi)(zhi)鎂(mei)(mei)合(he)(he)(he)金(jin)的(de)(de)(de)點(dian)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)；Wang等(deng)(deng)將微(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)弧(hu)(hu)(hu)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)和(he)溶(rong)膠-凝膠技術(shu)相結(jie)合(he)(he)(he)制(zhi)(zhi)備(bei)出(chu)(chu)(chu)超疏(shu)(shu)水復(fu)合(he)(he)(he)膜(mo)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)，能對鎂(mei)(mei)合(he)(he)(he)金(jin)提供(gong)長期的(de)(de)(de)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)保護(hu)；Kang等(deng)(deng)過(guo)(guo)有(you)機鍍膜(mo)在微(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)弧(hu)(hu)(hu)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)后(hou)鎂(mei)(mei)合(he)(he)(he)金(jin)表面(mian)(mian)制(zhi)(zhi)備(bei)出(chu)(chu)(chu)防(fang)腐(fu)(fu)(fu)(fu)超疏(shu)(shu)水復(fu)合(he)(he)(he)膜(mo)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)，接(jie)觸角達158°；Gnedenkov等(deng)(deng)通過(guo)(guo)氣相懸浮(fu)二氧(yang)(yang)(yang)化(hua)硅納米顆粒在微(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)弧(hu)(hu)(hu)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)表面(mian)(mian)沉積制(zhi)(zhi)備(bei)出(chu)(chu)(chu)超疏(shu)(shu)水復(fu)合(he)(he)(he)膜(mo)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)，接(jie)觸角最大為(wei)166°，且在含氯的(de)(de)(de)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)介質(zhi)中具(ju)有(you)穩定的(de)(de)(de)耐(nai)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)性能；Wang等(deng)(deng)制(zhi)(zhi)備(bei)的(de)(de)(de)電泳涂層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)能很好密封(feng)(feng)(feng)微(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)弧(hu)(hu)(hu)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)表面(mian)(mian)微(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)孔(kong)，大大提高其(qi)耐(nai)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)性能。

石(shi)墨烯(xi)（G）作為(wei)(wei)一種由單層碳原子(zi)構成的(de)(de)(de)(de)(de)剛性(xing)(xing)(xing)片層結(jie)(jie)構新材料， 引起了腐(fu)(fu)蝕界的(de)(de)(de)(de)(de)廣泛關注。石(shi)墨烯(xi)的(de)(de)(de)(de)(de)二維片層結(jie)(jie)構使(shi)其(qi)在(zai)涂(tu)料中(zhong)層層疊(die)加形成致(zhi)密的(de)(de)(de)(de)(de)物理阻(zu)隔，其(qi)防(fang)水(shui)(shui)性(xing)(xing)(xing)和突出的(de)(de)(de)(de)(de)化(hua)學穩定性(xing)(xing)(xing)使(shi)其(qi)具(ju)有優異的(de)(de)(de)(de)(de)防(fang)腐(fu)(fu)性(xing)(xing)(xing)能。本(ben)文使(shi)用(yong)石(shi)墨烯(xi)作為(wei)(wei)封孔物，將(jiang)石(shi)墨烯(xi)/硬脂(zhi)酸（G/SA）共混溶(rong)液滴(di)涂(tu)在(zai)微弧氧化(hua)的(de)(de)(de)(de)(de)AZ91鎂合金(jin)表(biao)(biao)面(mian)制備(bei)超疏水(shui)(shui)復合膜(mo)層，研(yan)究(jiu)超疏水(shui)(shui)復合膜(mo)層的(de)(de)(de)(de)(de)潤濕性(xing)(xing)(xing)能、表(biao)(biao)面(mian)形貌和化(hua)學組成，及其(qi)在(zai)氯化(hua)鈉溶(rong)液中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)防(fang)腐(fu)(fu)性(xing)(xing)(xing)能。

1 實(shi)驗方法

預處理： AZ91鎂合金電極（?10 mm）連接導線，環氧樹脂密封，保留工作面積0.785 cm2。實驗前先將電極用SiC砂紙逐級打磨至2000 #,再依次采用蒸餾水沖洗、丙酮除油，冷風吹干后待用。

微(wei)弧氧化：使(shi)用硅酸(suan)鹽電解液(ye)進行微(wei)弧氧化，電流密(mi)度控制在20 mA/cm2左右(you)，在反應過程(cheng)中不(bu)斷攪(jiao)拌(ban)，電解液(ye)溫度控制在10℃左右(you)，反應時(shi)間(jian)30 min。微(wei)弧氧化后(hou)將電極取(qu)出，用蒸餾(liu)水反復清(qing)洗后(hou)吹干待用。

溶(rong)液(ye)(ye)配制和涂(tu)覆(fu)：用(yong)(yong)(yong)化學氧(yang)化-熱還(huan)原法制備石(shi)墨(mo)烯(xi)粉末，其C/O質量比大于12:1,厚(hou)度約為0.7-4 nm,單(dan)層(ceng)率高(gao)于99%。用(yong)(yong)(yong)溶(rong)液(ye)(ye)共(gong)混(hun)法制備石(shi)墨(mo)烯(xi)/硬(ying)脂酸共(gong)混(hun)液(ye)(ye)。將1 mg/mL的(de)(de)硬(ying)脂酸乙醇(chun)溶(rong)液(ye)(ye)與1 mg/mL的(de)(de)石(shi)墨(mo)烯(xi)乙醇(chun)分(fen)散(san)液(ye)(ye)，按照(zhao)等(deng)體積混(hun)合(he)后(hou)超聲分(fen)散(san)，得(de)到(dao)石(shi)墨(mo)烯(xi)/硬(ying)脂酸共(gong)混(hun)液(ye)(ye)。每次涂(tu)覆(fu)前將石(shi)墨(mo)烯(xi)/硬(ying)脂酸共(gong)混(hun)液(ye)(ye)用(yong)(yong)(yong)細(xi)胞(bao)粉碎儀超聲分(fen)散(san)，采(cai)用(yong)(yong)(yong)少量多(duo)次滴涂(tu)的(de)(de)方式將其涂(tu)覆(fu)在微弧氧(yang)化電極(ji)表面(mian)，得(de)到(dao)石(shi)墨(mo)烯(xi)/硬(ying)脂酸復合(he)膜層(ceng)，厚(hou)度約為30±5 μm。為了(le)對(dui)比，用(yong)(yong)(yong)相同(tong)的(de)(de)方法滴涂(tu)1 mg/mL的(de)(de)硬(ying)脂酸溶(rong)液(ye)(ye)得(de)到(dao)相同(tong)厚(hou)度的(de)(de)硬(ying)脂酸復合(he)膜層(ceng)。

試(shi)樣(yang)(yang)的(de)(de)(de)表征(zheng)：用(yong)(yong)掃(sao)描電鏡（S-4800）觀察微弧氧化(hua)(hua)層和(he)復(fu)合膜(mo)(mo)層的(de)(de)(de)表面形貌(mao)；用(yong)(yong)接觸角(jiao)測量儀（OCA20 Dataphysics）測定試(shi)樣(yang)(yang)的(de)(de)(de)潤濕性能(neng)，測試(shi)采用(yong)(yong)蒸餾水液滴的(de)(de)(de)體(ti)積均為(wei)(wei)5 μL;使用(yong)(yong)傅里葉變換紅外光(guang)譜儀（Model 8700）表征(zheng)硬脂酸(suan)薄(bo)(bo)膜(mo)(mo)和(he)石墨(mo)烯/硬脂酸(suan)薄(bo)(bo)膜(mo)(mo)。采用(yong)(yong)三電極(ji)體(ti)系進行電化(hua)(hua)學測試(shi)， 不同處理(li)的(de)(de)(de)試(shi)樣(yang)(yang)為(wei)(wei)工作電極(ji)， 鉑片(pian)電極(ji)為(wei)(wei)輔助(zhu)電極(ji)， 飽和(he)甘汞(gong)電極(ji)為(wei)(wei)參比電極(ji)， 以3.5 wt.%NaCl溶液為(wei)(wei)腐蝕介(jie)質(zhi)。測試(shi)動電位(wei)極(ji)化(hua)(hua)曲(qu)線(xian)的(de)(de)(de)掃(sao)描速率為(wei)(wei)0.5 mV/s。電化(hua)(hua)學阻(zu)抗譜的(de)(de)(de)測試(shi)頻率范圍為(wei)(wei)100 kHz-100 mHz, 施加的(de)(de)(de)擾動為(wei)(wei)20 mV。為(wei)(wei)了測試(shi)各試(shi)樣(yang)(yang)的(de)(de)(de)宏觀耐蝕性能(neng)，在(zai)濃度(du)（質(zhi)量分(fen)數）為(wei)(wei)3.5%的(de)(de)(de)NaCl溶液中進行168 h的(de)(de)(de)浸泡實(shi)驗(yan)。

2 結果和討論

2.1 涂層(ceng)形貌(mao)和潤(run)濕性

圖(tu)1給出了(le)不(bu)同(tong)處理后(hou)鎂合金的(de)表面(mian)形(xing)(xing)貌和(he)接(jie)(jie)觸(chu)(chu)角(jiao)。從(cong)圖(tu)1a可以看出，微(wei)(wei)(wei)弧氧(yang)化膜層(ceng)(ceng)表面(mian)有眾多(duo)大小不(bu)均(jun)勻(yun)的(de)微(wei)(wei)(wei)孔(kong)，孔(kong)徑范圍(wei)在(zai)10-50 μm,微(wei)(wei)(wei)孔(kong)周圍(wei)分布著突起物。這種多(duo)孔(kong)粗(cu)糙結構主要(yao)是由放(fang)電瞬(shun)間產生(sheng)的(de)高溫熔融氧(yang)化物冷卻(que)凝結形(xing)(xing)成的(de)[18],膜層(ceng)(ceng)與(yu)蒸餾水的(de)接(jie)(jie)觸(chu)(chu)角(jiao)為30°，表現為超親水性。經硬(ying)脂(zhi)(zhi)酸涂覆后(hou)，微(wei)(wei)(wei)弧氧(yang)化的(de)微(wei)(wei)(wei)孔(kong)基本被(bei)完全封(feng)閉(bi)，表面(mian)較為平(ping)整但有硬(ying)脂(zhi)(zhi)酸片層(ceng)(ceng)出現，對應的(de)接(jie)(jie)觸(chu)(chu)角(jiao)為106°（圖(tu)1b）。硬(ying)脂(zhi)(zhi)酸中摻雜石墨(mo)稀后(hou)的(de)，試樣表面(mian)被(bei)石墨(mo)烯(xi)納(na)(na)米(mi)片層(ceng)(ceng)（1~3 μm）均(jun)勻(yun)覆蓋，涂層(ceng)(ceng)中石墨(mo)烯(xi)層(ceng)(ceng)層(ceng)(ceng)疊加（圖(tu)1c和(he)d）。這個結果表明，石墨(mo)烯(xi)在(zai)硬(ying)脂(zhi)(zhi)酸中摻雜較為均(jun)勻(yun)，微(wei)(wei)(wei)弧氧(yang)化中間層(ceng)(ceng)的(de)存在(zai)使(shi)試樣表面(mian)具有一定的(de)粗(cu)糙度(du)，加之石墨(mo)烯(xi)的(de)納(na)(na)米(mi)片層(ceng)(ceng)結構和(he)疏水性，使(shi)G/SA復合膜層(ceng)(ceng)具有微(wei)(wei)(wei)/納(na)(na)米(mi)二元粗(cu)糙結構，接(jie)(jie)觸(chu)(chu)角(jiao)達(da)到162°。

2.2 涂層的化學組成

圖(tu)2給出(chu)(chu)了SA薄膜(mo)和G/SA薄膜(mo)的(de)紅(hong)外(wai)光譜圖(tu)。由(you)圖(tu)2可知，純SA在(zai)1702 cm-1處出(chu)(chu)現了羧基(ji)的(de)C=O伸(shen)(shen)縮振(zhen)(zhen)動(dong)峰(feng)，2849 cm-1和2917 cm-1處分(fen)別出(chu)(chu)現了亞(ya)甲(jia)基(ji)的(de)C—H對稱和不(bu)對稱伸(shen)(shen)縮振(zhen)(zhen)動(dong)峰(feng)，這些都是硬脂(zhi)酸的(de)特征峰(feng)[19,20]。對比純SA薄膜(mo)的(de)紅(hong)外(wai)譜圖(tu)發(fa)現，在(zai)G/SA薄膜(mo)的(de)譜圖(tu)中(zhong)包(bao)括了SA的(de)特征峰(feng)，而(er)且在(zai)3466 cm-1和1061 cm-1處出(chu)(chu)現的(de)寬(kuan)而(er)強的(de)峰(feng)。這分(fen)別由(you)未被完(wan)全還(huan)原的(de)氧化石墨烯的(de)O—H伸(shen)(shen)縮振(zhen)(zhen)動(dong)和C—O 伸(shen)(shen)縮振(zhen)(zhen)動(dong)產生的(de)，說明(ming)石墨烯已經成功地(di)摻雜到硬脂(zhi)酸中(zhong)。

2.3 涂層的耐蝕性(xing)能

超疏水G/SA復合(he)膜層的耐蝕性(xing)能通過動電(dian)位極化、電(dian)化學阻抗和(he)3.5 %NaCl溶(rong)液中浸(jin)泡(pao)實驗等電(dian)化學手段進(jin)行分析評價(jia)。

圖3給(gei)出了各(ge)試樣在3.5%NaCl溶(rong)液中(zhong)的(de)動電(dian)位極化(hua)(hua)曲線。使用Tafel外推法得(de)到其腐(fu)蝕電(dian)位（Ecorr）、腐(fu)蝕電(dian)流密度(du)（icorr）和Tafel常數（ba和bc）等電(dian)化(hua)(hua)學參數。極化(hua)(hua)電(dian)阻（Rp）由Stern-Geary公式

求得。動電(dian)位極(ji)化測試的(de)(de)各電(dian)化學(xue)參數列于(yu)表1。從圖(tu)3和(he)表1可以看(kan)出(chu)，相比(bi)于(yu)AZ91基體，微(wei)弧氧(yang)化膜層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)能(neng)同時(shi)抑(yi)制(zhi)(zhi)陰極(ji)反應(ying)和(he)陽(yang)極(ji)反應(ying)，使Ecorr從-1.58 V正移至(zhi)(zhi)-1.49 V,icorr從7.87×10-5 A降(jiang)到1.59×10-6 A。G/SA薄(bo)膜涂(tu)覆使復合(he)(he)(he)后膜層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)的(de)(de)陰極(ji)反應(ying)和(he)陽(yang)極(ji)反應(ying)得到進一(yi)步的(de)(de)抑(yi)制(zhi)(zhi)，Ecorr正移至(zhi)(zhi)-1.18 V, icorr低(di)至(zhi)(zhi)2.90×10-9 A。與(yu)鎂合(he)(he)(he)金基體相比(bi)，超疏(shu)(shu)水(shui)復合(he)(he)(he)膜層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)的(de)(de)icorr降(jiang)低(di)了(le)4個數量(liang)級(ji)，Rp提高(gao)提高(gao)了(le)5個數量(liang)級(ji)，鎂合(he)(he)(he)金的(de)(de)耐(nai)蝕性能(neng)得到了(le)極(ji)大(da)(da)的(de)(de)提高(gao)。同時(shi)，超疏(shu)(shu)水(shui)復合(he)(he)(he)膜層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)的(de)(de)陽(yang)極(ji)極(ji)化曲線在(zai)-1.1 V~-0.8 V電(dian)位區(qu)(qu)間出(chu)現(xian)大(da)(da)范(fan)圍(wei)的(de)(de)鈍(dun)化區(qu)(qu)，表明超疏(shu)(shu)水(shui)復合(he)(he)(he)膜層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)對鎂合(he)(he)(he)金的(de)(de)防(fang)護性能(neng)良好(hao)。作為比(bi)較的(de)(de)SA復合(he)(he)(he)膜層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)沒有(you)出(chu)現(xian)鈍(dun)化行為，且耐(nai)蝕性能(neng)遠不如超疏(shu)(shu)水(shui)復合(he)(he)(he)膜層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)。其原因是，石墨烯的(de)(de)加(jia)入(ru)使試樣表面超疏(shu)(shu)水(shui)有(you)效地減(jian)少與(yu)腐蝕介質的(de)(de)接觸(chu)面積，而且石墨烯在(zai)薄(bo)膜中(zhong)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)疊加(jia)使薄(bo)膜的(de)(de)物理阻隔性能(neng)更好(hao)。

根據電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)化(hua)學阻(zu)抗(kang)(kang)(kang)(kang)進(jin)一步研究了(le)各(ge)試(shi)樣的(de)(de)(de)(de)(de)腐(fu)蝕行為(wei)。圖(tu)(tu)(tu)4給出了(le)各(ge)試(shi)樣在3.5%NaCl溶液(ye)中獲得的(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)化(hua)學阻(zu)抗(kang)(kang)(kang)(kang)Nyquist圖(tu)(tu)(tu)，圖(tu)(tu)(tu)5給出了(le)對應(ying)的(de)(de)(de)(de)(de)等效(xiao)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)圖(tu)(tu)(tu)。從(cong)(cong)圖(tu)(tu)(tu)4可以(yi)看(kan)出，不(bu)同(tong)處(chu)理的(de)(de)(de)(de)(de)AZ91鎂(mei)合(he)(he)(he)(he)金(jin)表現(xian)出不(bu)同(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)阻(zu)抗(kang)(kang)(kang)(kang)行為(wei)。基(ji)(ji)體(ti)鎂(mei)合(he)(he)(he)(he)金(jin)的(de)(de)(de)(de)(de)阻(zu)抗(kang)(kang)(kang)(kang)圖(tu)(tu)(tu)由一個中高頻(pin)區的(de)(de)(de)(de)(de)容(rong)抗(kang)(kang)(kang)(kang)弧(hu)和(he)一個低頻(pin)區的(de)(de)(de)(de)(de)感抗(kang)(kang)(kang)(kang)弧(hu)組成，其(qi)中容(rong)抗(kang)(kang)(kang)(kang)弧(hu)是(shi)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)荷(he)轉(zhuan)移過程引起(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)，而感抗(kang)(kang)(kang)(kang)弧(hu)與(yu)鎂(mei)的(de)(de)(de)(de)(de)溶解有(you)(you)關(guan)，對應(ying)著點蝕的(de)(de)(de)(de)(de)出現(xian)，其(qi)等效(xiao)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)如圖(tu)(tu)(tu)5a所示，Rs為(wei)溶液(ye)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)阻(zu)，CPEdl為(wei)雙電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)層(ceng)(ceng)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)容(rong)，Rct為(wei)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)荷(he)轉(zhuan)移電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)阻(zu)，Rsf為(wei)腐(fu)蝕產物電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)阻(zu)，L為(wei)感抗(kang)(kang)(kang)(kang)。微(wei)(wei)弧(hu)氧(yang)(yang)化(hua)后鎂(mei)合(he)(he)(he)(he)金(jin)的(de)(de)(de)(de)(de)阻(zu)抗(kang)(kang)(kang)(kang)圖(tu)(tu)(tu)和(he)基(ji)(ji)體(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)相(xiang)似(si)，其(qi)等效(xiao)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)圖(tu)(tu)(tu)也相(xiang)似(si)（圖(tu)(tu)(tu)5b），增加了(le)涂(tu)層(ceng)(ceng)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)阻(zu)Rcoat和(he)涂(tu)層(ceng)(ceng)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)容(rong)CPEcoat。微(wei)(wei)弧(hu)氧(yang)(yang)化(hua)后容(rong)抗(kang)(kang)(kang)(kang)弧(hu)直徑變大，對應(ying)著電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)荷(he)轉(zhuan)移電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)阻(zu)從(cong)(cong)6.68×102 Ωcm2增加到4.04×104 Ωcm2,說明(ming)微(wei)(wei)弧(hu)氧(yang)(yang)化(hua)膜(mo)層(ceng)(ceng)在一定(ding)程度(du)上能(neng)提高鎂(mei)合(he)(he)(he)(he)金(jin)的(de)(de)(de)(de)(de)耐(nai)蝕性，但(dan)MAO后低頻(pin)區仍(reng)出現(xian)了(le)明(ming)顯的(de)(de)(de)(de)(de)感抗(kang)(kang)(kang)(kang)弧(hu)，表明(ming)試(shi)樣表面(mian)(mian)仍(reng)有(you)(you)點蝕出現(xian)，因為(wei)微(wei)(wei)弧(hu)氧(yang)(yang)化(hua)膜(mo)層(ceng)(ceng)表面(mian)(mian)的(de)(de)(de)(de)(de)微(wei)(wei)孔(kong)使(shi)腐(fu)蝕介質易滲入到基(ji)(ji)體(ti)表面(mian)(mian)發(fa)生腐(fu)蝕。G/SA復(fu)合(he)(he)(he)(he)膜(mo)和(he)SA復(fu)合(he)(he)(he)(he)膜(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)Nyquist圖(tu)(tu)(tu)均為(wei)一個不(bu)完整的(de)(de)(de)(de)(de)大容(rong)抗(kang)(kang)(kang)(kang)弧(hu)，說明(ming)兩(liang)種薄膜(mo)都能(neng)有(you)(you)效(xiao)地封閉微(wei)(wei)弧(hu)氧(yang)(yang)化(hua)膜(mo)層(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)(de)(de)微(wei)(wei)孔(kong)，阻(zu)止腐(fu)蝕介質的(de)(de)(de)(de)(de)滲入，從(cong)(cong)而有(you)(you)效(xiao)地降低了(le)鎂(mei)合(he)(he)(he)(he)金(jin)腐(fu)蝕速率。兩(liang)種復(fu)合(he)(he)(he)(he)膜(mo)層(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)(de)(de)等效(xiao)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)圖(tu)(tu)(tu)相(xiang)同(tong)（圖(tu)(tu)(tu)5c），但(dan)是(shi)G/SA復(fu)合(he)(he)(he)(he)膜(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)荷(he)轉(zhuan)移電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)阻(zu)是(shi)SA復(fu)合(he)(he)(he)(he)膜(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)24倍，表明(ming)其(qi)防護(hu)性能(neng)遠好于SA復(fu)合(he)(he)(he)(he)膜(mo)。與(yu)基(ji)(ji)體(ti)鎂(mei)合(he)(he)(he)(he)金(jin)相(xiang)比，超疏水復(fu)合(he)(he)(he)(he)膜(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)Rct為(wei)1.18×107 Ωcm2,提高了(le)4個數(shu)量級，進(jin)一步證(zheng)明(ming)超疏水復(fu)合(he)(he)(he)(he)膜(mo)具(ju)有(you)(you)最佳的(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)化(hua)學穩(wen)定(ding)性和(he)耐(nai)腐(fu)蝕性能(neng)。

在Bode圖(tu)(tu)中，|Z|f→0越大意味著材(cai)料的(de)(de)腐蝕速率越低。圖(tu)(tu)6的(de)(de)電化學阻抗Bode圖(tu)(tu)表明，微弧(hu)氧化后(hou)鎂(mei)合金的(de)(de)|Z|f→0從(cong)~102 Ωcm2增加到~104 Ωcm2,涂覆G/SA薄膜后(hou)|Z|f→0進一(yi)步增加到~106 Ωcm2,說明超(chao)疏水復合膜使鎂(mei)合金的(de)(de)耐蝕性(xing)能提高了4個數量級。這(zhe)個結果，與動電位極化測試的(de)(de)結果一(yi)致。

為了更直觀地比較膜層(ceng)對(dui)AZ91鎂合金(jin)(jin)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)防腐(fu)性能，將不同處理的(de)(de)(de)(de)(de)(de)鎂合金(jin)(jin)在3.5%NaCl溶(rong)液中進行了168 h的(de)(de)(de)(de)(de)(de)浸(jin)(jin)泡(pao)(pao)(pao)實驗(yan)。各試樣浸(jin)(jin)泡(pao)(pao)(pao)前(qian)后(hou)(hou)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)宏觀形貌，如圖(tu)7所示。基(ji)體鎂合金(jin)(jin)浸(jin)(jin)泡(pao)(pao)(pao)后(hou)(hou)在表(biao)(biao)面(mian)出現大量的(de)(de)(de)(de)(de)(de)腐(fu)蝕(shi)深坑(keng)，且有(you)疏松的(de)(de)(de)(de)(de)(de)白色(se)絮狀物產生(sheng)（圖(tu)7a）。微弧氧化的(de)(de)(de)(de)(de)(de)鎂合金(jin)(jin)表(biao)(biao)面(mian)為乳(ru)白色(se)且有(you)眾(zhong)多微孔，浸(jin)(jin)泡(pao)(pao)(pao)后(hou)(hou)發(fa)生(sheng)點蝕(shi)，表(biao)(biao)面(mian)有(you)少量腐(fu)蝕(shi)深坑(keng)（圖(tu)7b）。這表(biao)(biao)明，微弧氧化在一(yi)定程度上(shang)(shang)提(ti)高了基(ji)體的(de)(de)(de)(de)(de)(de)耐蝕(shi)性能。超(chao)疏水復合膜層(ceng)表(biao)(biao)面(mian)是(shi)粗(cu)糙的(de)(de)(de)(de)(de)(de)黑色(se)，浸(jin)(jin)泡(pao)(pao)(pao)168 h前(qian)后(hou)(hou)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)照(zhao)片如圖(tu)7c所示。浸(jin)(jin)泡(pao)(pao)(pao)后(hou)(hou)膜層(ceng)仍完好，未發(fa)生(sheng)明顯腐(fu)蝕(shi)，從宏觀上(shang)(shang)證明了超(chao)疏水復合膜層(ceng)對(dui)AZ91鎂合金(jin)(jin)進行了有(you)效(xiao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)腐(fu)蝕(shi)保護。

G/SA復合(he)(he)膜(mo)(mo)層(ceng)對AZ91鎂合(he)(he)金(jin)的(de)(de)(de)優(you)異防腐(fu)性能，其主要原因為：首先，MAO膜(mo)(mo)層(ceng)作為中間層(ceng)，是一種(zhong)在基(ji)體表面原位生(sheng)長的(de)(de)(de)絕(jue)緣(yuan)陶瓷層(ceng)，與基(ji)體結合(he)(he)緊密，且自身的(de)(de)(de)電絕(jue)緣(yuan)性好，在腐(fu)蝕(shi)回路中介(jie)入高電阻，從而(er)(er)抑制了(le)基(ji)體腐(fu)蝕(shi)。其次，G/SA薄膜(mo)(mo)作為表層(ceng)密封了(le)微弧氧化的(de)(de)(de)微孔和裂縫，有效地(di)抑制了(le)點蝕(shi)的(de)(de)(de)發生(sheng)，而(er)(er)且具有疏(shu)水性和不滲(shen)透性的(de)(de)(de)石墨烯片層(ceng)在薄膜(mo)(mo)中層(ceng)層(ceng)疊加(jia)形成一層(ceng)物(wu)理(li)阻絕(jue)層(ceng)，使腐(fu)蝕(shi)介(jie)質(zhi)很難通過，使復合(he)(he)膜(mo)(mo)層(ceng)的(de)(de)(de)防腐(fu)性能進一步提(ti)高。最后，根據Cassie方(fang)程(cheng)

f=cosθ*+1cosθc+1f=cosθ*+1cosθc+1制備(bei)的G/SA復(fu)合(he)膜(mo)(mo)層超疏水(shui)。其中， ff 為(wei)固液接(jie)觸(chu)面(mian)積百(bai)分數， θ*θ* 為(wei)表觀接(jie)觸(chu)角， θcθc 為(wei)本征接(jie)觸(chu)角。涂(tu)層的潤濕(shi)性(xing)(xing)測試結果表明，在涂(tu)覆(fu)G/SA薄膜(mo)(mo)前(qian)MAO的鎂合(he)金表面(mian)接(jie)觸(chu)角為(wei)30°，涂(tu)覆(fu)后的復(fu)合(he)膜(mo)(mo)層表面(mian)接(jie)觸(chu)角為(wei)162°。據此可以推斷，復(fu)合(he)膜(mo)(mo)層的固液接(jie)觸(chu)面(mian)積僅占2.6%,大(da)部分的表面(mian)被空氣膜(mo)(mo)覆(fu)蓋，從(cong)而大(da)大(da)提高了鎂合(he)金的耐蝕(shi)性(xing)(xing)能(neng)。

3 結論

（1）AZ91鎂合金微(wei)(wei)弧(hu)氧化后表(biao)面形成一層粗(cu)糙多孔(kong)的(de)親水(shui)性氧化膜，再經G/SA涂(tu)覆后形成雙層復合膜層，具有微(wei)(wei)/納米(mi)二元粗(cu)糙結構，接(jie)觸角達(da)到162°。

（2）微弧(hu)氧(yang)化膜層使鎂合(he)(he)金(jin)的(de)耐(nai)蝕性能得到一定程(cheng)度(du)(du)的(de)提(ti)高，但其多孔(kong)親水的(de)特(te)性使腐蝕介質易(yi)滲入不(bu)利于金(jin)屬的(de)防護(hu)。G/SA薄膜能密封(feng)微弧(hu)氧(yang)化膜層的(de)孔(kong)隙，復(fu)合(he)(he)膜層表面的(de)超疏水性使鎂合(he)(he)金(jin)的(de)耐(nai)蝕性能進(jin)一步提(ti)高。相比(bi)于基體鎂合(he)(he)金(jin)，超疏水復(fu)合(he)(he)膜層的(de)腐蝕電(dian)(dian)流密度(du)(du)降(jiang)低(di)了4個數(shu)量級，電(dian)(dian)荷轉移電(dian)(dian)阻增大(da)了4個數(shu)量級，對鎂合(he)(he)金(jin)提(ti)供有效的(de)腐蝕保護(hu)。