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金属腐蚀的发生不仅会导致材料性能下降,更会间接导致零件材料失效从而造成大量的经济损失和工程事故。环氧涂层是目前应用比较广泛的腐蚀防护技术,但由于环氧涂层具有渗透性,在长期腐蚀下容易失效,形成腐蚀通道而导致涂层基体被腐蚀。本文提出利用二维材料石墨烯以及纳米h-BN增强涂层的耐渗透性能,从而提升涂层的防腐性能。在初期阅读文献和实验探索的基础上,开展了如下研究工作:(1)采用改进的氧化还原法制备出质量较高、层数为6-15层的片状结构石墨烯,并使用液相剥离法制备出结构完整、层数为5-10层的片状结构纳米h-BN。(2)将改性前后的氧化石墨烯和石墨烯加入到环氧Zn-Al体系中发现,改性氧化石墨烯涂层的耐腐蚀性能(涂层电阻为9.00 MΩ)好于未改性的氧化石墨烯涂层(6.526 MΩ);改性石墨烯涂层的耐腐蚀性能(涂层电阻为32.13MΩ)优于未改性的石墨烯涂层(13.11 MΩ)。而且改性石墨烯对涂层耐腐蚀性能的提升更明显。因此,确定采用改性石墨烯通过溶液共混法对环氧Zn-Al涂层进行改性,并探究不同改性石墨烯添加量对涂层耐腐蚀性能的影响。结果表明,随着改性石墨烯含量增加,涂层耐腐蚀性能先上升后下降,添加0.15%石墨烯的复合涂层耐腐蚀性能最好,其具有最小的腐蚀电流密度(1.31×10-7 A cm-2)和最大的涂层电阻(159.7 MΩ)。(3)使用溶液共混法制备改性纳米h-BN复合环氧Zn-Al涂层,并探究纳米h-BN添加量对涂层耐腐蚀性能的影响。研究发现,改性纳米h-BN对涂层耐腐蚀性能的影响和改性石墨烯相似,也是先上升后下降。其中添加0.1%纳米h-BN复合涂层的防腐性能最好,其涂层电阻为34.97 KΩ,高于未添加纳米h-BN的涂层(1.708 KΩ)。总体来看,石墨烯复合涂层耐腐蚀性能优于添加纳米h-BN复合涂层。(4)石墨烯和纳米h-BN二维材料的层状结构和疏水阻隔作用可以减缓涂层基体腐蚀的发生,从而提高基体的耐腐蚀性能。此外,由于石墨烯比纳米h-BN具有更优异的导电性,可增强Zn-Al粉与基体间的导电通路,提升Zn-Al粉的阴极基体保护作用,从而提高涂层的耐腐蚀性能。