【摘 要】
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随着军用装备对于轻量化的要求,镁合金被逐渐应用在上述领域内。由于镁合金性质较为活泼,容易发生腐蚀从而限制了其应用范围,现在较多使用微弧氧化（MAO）来改性镁合金从而扩大应用范围,当镁合金应用于雷达机箱时,在连接封装处要求表面有一定导电性能。因此,需要在微弧氧化基础上额外制备具有导电和耐蚀性能的涂层。本论文以化学氧化法制备出掺杂剂改性聚吡咯粉末（PPy）和石墨烯复合聚吡咯粉末（PPy/GN）,分别使
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随着军用装备对于轻量化的要求,镁合金被逐渐应用在上述领域内。由于镁合金性质较为活泼,容易发生腐蚀从而限制了其应用范围,现在较多使用微弧氧化（MAO）来改性镁合金从而扩大应用范围,当镁合金应用于雷达机箱时,在连接封装处要求表面有一定导电性能。因此,需要在微弧氧化基础上额外制备具有导电和耐蚀性能的涂层。本论文以化学氧化法制备出掺杂剂改性聚吡咯粉末（PPy）和石墨烯复合聚吡咯粉末（PPy/GN）,分别使用以上两种粉末作为导电填料,与环氧树脂E44（EP）混合得到两种导电防腐涂料,并通过旋涂法在AZ91镁合金微弧氧化表面分别制备环氧树脂/聚吡咯（EP/PPy）和环氧树脂/聚吡咯/石墨烯（EP/PPy/GN）导电防腐涂层,探究不同工艺参数对复合涂层耐蚀性能和导电性能的影响。本论文的主要结论如下:（1）利用盐酸（HCl）、草酸（H2C2O4）和苯磺酸钠（C6H5SO3Na）作为掺杂剂制备出PPy粉末,通过SEM＆EDS、XRD和FT-IR表明粉末的成功制备与掺杂,四探针粉末电导率测试表明掺杂过后的PPy粉末电导率均有提升,其中,苯磺酸钠改性过后PPy电导率最高,为4.612 S/cm。将苯磺酸钠掺杂改性后PPy与不同质量比（1%,5%,10%）GN复合,通过SEM＆EDS、XRD和FT-IR表征可知,GN的加入使得复合粉末形貌呈片层状,四探针粉末电导率测试表明PPy/GN复合粉末电导率均有提升,其中,10%GN复合过后的PPy具有最高的电导率为20.2 S/cm。（2）通过对比不同旋涂工艺参数下所得涂层的形貌与耐蚀性能得到优化工艺参数组合,即旋涂转速为1000 rpm、旋涂时间为10 s时,EP/PPy1%涂层覆盖度与均匀性最佳,自腐蚀电流密度为10-6A·cm-2,相较其他对照组降低了1个数量级。将C6H5SO3Na改性的PPy粉末和GN改性过后的PPy-C6H5SO3Na粉末与EP混合均匀后制备出两种复合涂层。PPy粉末的加入,涂层的水接触角在80-90°之间,粗糙度Ra值在10-20 nm之间;PPy/GN粉末的加入,涂层的水接触角在100-120°,粗糙度Ra值在20-70 nm之间,涂层厚度分别为58±6μm和76±7μm。（3）通过电化学实验、升温加速浸泡实验和耐中性盐雾试验对比分析涂层的耐蚀性能,结果发现含有环氧树脂/聚吡咯10%（EP/PPy10%）和环氧树脂/聚吡咯/石墨烯5%（EP/PPy/GN5%）的涂层耐蚀性较好,自腐蚀电流密度分别为10-8A·cm-2和10-7A·cm-2;EP/PPy10%和EP/PPy/GN5%涂层在盐雾试验96 h后样品表面形貌维持良好。涂层的电阻率随着粉末含量增加而减小,较EP涂层下降了3-4个数量级且均小于10~8Ω·m满足国家要求材料导静电的要求。随着PPy和PPy/GN的增加,粉末之间的距离减小从而可以打破电子传输的壁垒,并且GN大的比表面积可以增加PPy之间的连接,使得电阻率降低,但是PPy/GN超过10%时,涂层的耐蚀性有一定程度的降低,可能是由于GN过多会使得涂层存在缺陷所致,这些缺陷位置会成为腐蚀通道,加速腐蚀。综上所述,本论文用旋涂法成功在AZ91镁合金微弧氧化表面制备出EP/PPy和EP/PPy/GN两种导电防腐涂层,其耐蚀性与MAO相比,均有一定程度的提升,且电阻率均满足国家导静电要求,对在车载雷达机箱上使用AZ91镁合金微弧氧化表面制备导电防腐涂层有生产指导意义。
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