【摘 要】
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铝合金材料由于力学性能好、密度低和价格相对便宜的优点常常被应用于化工、电子、建筑和交通等领域。随着科学技术不断地发展进步,越来越多的产业受限于材料性能而进入发展瓶颈期,诸多行业对铝合金性能期望不断提高,表现为材料需要兼具轻量化、优异的耐腐蚀性能以及力学性能等特点。添加增强相石墨烯纳米片（GNPs）后铝合金的力学性能显著提高,但却降低了材料耐腐蚀性能,而耐腐蚀性的降低则会在使用过程中负反馈到复合材料
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铝合金材料由于力学性能好、密度低和价格相对便宜的优点常常被应用于化工、电子、建筑和交通等领域。随着科学技术不断地发展进步,越来越多的产业受限于材料性能而进入发展瓶颈期,诸多行业对铝合金性能期望不断提高,表现为材料需要兼具轻量化、优异的耐腐蚀性能以及力学性能等特点。添加增强相石墨烯纳米片（GNPs）后铝合金的力学性能显著提高,但却降低了材料耐腐蚀性能,而耐腐蚀性的降低则会在使用过程中负反馈到复合材料的力学性能,因此如何提升GNPs增强铝基复合材料的耐腐蚀性能具有重大的研究意义。本文研究了ADC12-GNPs复合材料的微观组织,并进行了电化学测试、失重析氢测试和浸泡后腐蚀形貌观察来表征ADC12-0.9GNPs复合材料的耐腐蚀性能。本文所做的研究为后续获得具有优异耐腐蚀性能的铝合金提供了理论支撑。进行固溶处理后,ADC12-0.9GNPs复合材料的微观组织发生了显著的变化。长针状的硅相在高温下转变成短条状,短的硅相逐渐变化成近似球状,大部分Al2Cu相固溶进了基体相中,这些显著的变化与石墨烯优良的导热性有关。硅相尺寸上的变化和Al2Cu相的溶解有效减弱了微电偶腐蚀对合金的危害,降低了ADC12-0.9GNPs复合材料的腐蚀速率。电化学结果表明,ADC12-0.9GNPs/ST（520°C,5 h）复合材料的腐蚀电压最大（-0.589 V）,腐蚀电流密度最小(7.57μA·cm-2),并且该腐蚀电流密度比未经过固溶处理的ADC12-0.9GNPs复合材料(20.92μA·cm-2)降低了63.8%。ADC12-0.9GNPs/ST（520°C,5 h）复合材料的极化电阻达到最大值（876.62Ω·cm~2）,比ADC12-0.9GNPs复合材料（116.60Ω·cm~2）提高了6.5倍。失重析氢测试结果表明,经过固溶处理后,ADC12-0.9GNPs复合材料的失重速率和析氢速率均得到了降低,其中ADC12-0.9GNPs/ST（520°C,5 h）复合材料的失重速率和析氢速率最小,分别为0.60 mg.cm-2.h-1和0.46 m L.cm-2.h-1。ADC12-0.9GNPs/ST复合材料中分散的石墨烯形成了分散的热传递介质,使复合材料中的Si相能快速地冷却,从而变得更加细小而圆整。但分散的石墨烯意味着产生了更多的阴极相,这形成了更多的微电偶,降低了ADC12-0.9GNPs/ST复合材料的耐腐蚀性。ADC12-0.9GNPs non-dispersed/ST复合材料的腐蚀电位（-0.588 V）、腐蚀电流密度(5.34μA·cm-2)和极化电阻（1002.74Ω·cm~2）显示了较好的耐蚀性,经过超声处理分散GNPs后,ADC12-0.9GNPs dispersed/ST复合材料腐蚀电位（-0.591 V）、腐蚀电流密度(7.02μA·cm-2)和极化电阻（869.72Ω·cm~2）显示了较差的耐蚀性。光学显微镜（OM）和扫描电镜（SEM）原位腐蚀结果显示,GNPs相和富铁相对ADC12-0.9GNPs复合材料耐腐蚀性能的危害较大。相比于团聚的GNPs,分散的GNPs导致了晶界处发生较严重的局部腐蚀,从而导致其周围的α-Al基体发生由点及面的溶解。稀土的添加形成了Al-Si-Cu-Ce稀土相,消耗了部分Cu原子,减少了复合材料中的Al2Cu相的生成。此外,Si相和富铁相得到了有效细化。稀土的添加通过细化晶粒和生成高硬度的稀土相提高了ADC12-0.9GNPs复合材料的硬度。硬度测试显示,添加稀土Ce后,ADC12-0.9GNPs复合材料的显微硬度先提高后降低。当稀土Ce含量为0.6wt%时,ADC12-0.9GNPs复合材料的硬度达到最大值为146 HV。稀土的细化和Al2Cu相的减少降低了ADC12-0.9GNPs复合材料的腐蚀速率。电化学测试显示,ADC12-0.9GNPs-0.6Ce的腐蚀电压为-0.587 V,比ADC12-0.9GNPs（-0.655 V）增大了10.4%,腐蚀电流密度为9.60μA·cm-2,比ADC12-0.9GNPs(20.92μA·cm-2)减小了54.1%,同时ADC12-0.9GNPs-0.6Ce的极化电阻Rp最大（643.18Ω·cm~2）,是ADC12-0.9 GNPs（116.60Ω·cm~2）的5.52倍。
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