几十年以来,金属腐蚀一直是工业生产领域迫切需要解决的问题。传统方法常用六价铬对金属进行成膜处理或是用磷酸盐转化处理金属表面。但是六价铬离子是强致癌物质,而磷酸盐则存在使水体富营养化的问题,它们均不符合人们日益提高的对环境保护的要求,因此开发新型的对环境友好的金属表面处理技术一直是科研人员关注的热点。硅烷表面处理技术作为六价铬表面处理技术的替代技术已经出现几年,它能用于抵抗多种腐蚀介质。但是由于硅烷膜本身与金属表面结合力有限,同时硅烷成膜时膜层致密性不足,存在多孔结构,使得硅烷膜对金属的防护性能相当有限。氧化石墨烯本身是极好的阻隔材料,同时它还拥有极高的纵横比,若将氧化石墨烯纳米微粒掺杂进入硅烷膜中,它不但是一种很好的纳米填充料,同时还能增加复合硅烷膜的致密性。本文尝试同时使用阴极电化学沉积技术与氧化石墨烯纳米微粒掺杂技术来制备新型复合硅烷膜。具体工作如下:(1)电沉积制备十二烷基三乙氧基硅烷/氧化石墨烯复合膜采用阴极电化学辅助沉积技术将十二烷基三乙氧基硅烷(DTES)与氧化石墨烯(GO)同时沉积到430不锈钢表面,制备新型十二烷基三乙氧基硅烷/氧化石墨烯(DTES/GO)复合膜。分别使用扫描电子显微镜、拉曼光谱仪、X射线光电子能谱、椭偏厚度测试仪及接触角测试仪等一系列测试手段对十二烷基三乙氧基硅烷/氧化石墨烯复合膜进行物理表征;同时使用电化学交流阻抗测试及极化曲线测试对十二烷基三乙氧基硅烷/氧化石墨烯复合膜的耐蚀性能进行表征。扫描电子显微镜与拉曼光谱测试结果显示氧化石墨烯与十二烷基三乙氧基硅烷结合良好,在430不锈钢表面形成致密的膜层结构;椭偏厚度测试与接触角测试则显示复合膜的膜厚相比于纯硅烷膜厚度增加了 233纳米,其疏水性能也相应增加;电化学阻抗测试及极化曲线测试结果都显示复合硅烷膜的耐蚀性能显著提高,其缓蚀效率提高了 83.5%。(2)电沉积制备辛基三乙氧基硅烷/氧化石墨烯复合膜为了证明阴极电化学辅助沉积法与纳米微粒掺杂法制备复合硅烷膜这样方法对不同硅烷体系中具有通用性,本文尝试用同样的方法在304不锈钢上制备辛基三乙氧基硅烷/氧化石墨烯的复合膜。本文对辛基三乙氧基硅烷/氧化石墨烯复合膜同样进行了椭偏厚度测试、接触角测试及扫描电子显微镜等物理表征,并用电化学测试表征了其耐蚀性能。同时,本文进行了浸泡腐蚀实验来测试辛基三乙氧基硅烷/氧化石墨烯复合膜在长时间腐蚀环境中的耐蚀性能,并用扫描电子显微镜、能量色散X射线光谱仪与电化学方法进行了表征,结果显示辛基三乙氧基硅烷/氧化石墨烯复合膜厚度相较纯辛基三乙氧基硅烷膜厚度提高了 269.2纳米,缓蚀效率也提高了 71.8%。这证明了阴极电化学辅助沉积法与纳米微粒掺杂法相结合制备硅烷复合膜的方法能够适应不同的硅烷体系,所得复合硅烷膜相较纯硅烷膜在厚度、致密性与耐蚀性能均有较大提高。在长时间暴露在腐蚀环境中时,复合硅烷膜具有更长效的耐蚀性能。但腐蚀时间过长达到5天后,复合硅烷膜的Rct值下降至与普通硅烷膜一样;304不锈钢片腐蚀的光学照片同样也显示了这一点。这是因为一旦复合膜中氧化石墨烯纳米微粒溶出,将会导致复合膜出现孔洞,加速腐蚀的发生。综上所述,本论文工作中所使用的阴极电化学辅助沉积法与纳米微粒掺杂法相结合制备方法能在金属表面制备致密的氧化石墨烯复合硅烷膜。这样的氧化石墨烯复合硅烷膜具有更强的致密性、厚度与耐蚀性能。复合硅烷膜在长期面对腐蚀环境时也能较好保护金属,但过长时间的腐蚀会导致氧化石墨烯复合膜中氧化石墨烯纳米微粒溶出,将会导致复合膜出现孔洞,加速腐蚀的发生。