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众所周知,金属在我们的日常生活是随处可见的,是建造我们人类文明的基石,我们用的剪刀,菜刀,汽车,电脑等都是有金属成分在的,但是所有的东西并不是可以一直使用的,金属也是会腐蚀的。
金属腐蚀不仅会给我们的国民经济带来重大的损失,而且也会给我们的生活造成灾难性的事故,因此小编认为,金属腐蚀试验是非常有必要的,提前知道他的腐蚀因素,防患于未然!
图1 因金属设备腐蚀造成的轮船破沉(a)、桥梁坍塌(b)和管道泄漏(c)事故图1 因金属设备腐蚀造成的轮船破沉(a)、桥梁坍塌(b)和管道泄漏(c)事故
石墨烯是新一代防腐材料,它不仅具有可以阻隔几乎所有气体的完美屏蔽性能,而且还是目前世界上最薄最坚硬的纳米材料之一,是不折不扣的“材料之王”。
图2 石墨烯对造成金属腐蚀的空气和水的超强阻隔性(a)及其高强度特性(b)图2 石墨烯对造成金属腐蚀的空气和水的超强阻隔性(a)及其高强度特性(b)
科学家们发现,石墨烯如同“圣衣”一样可以覆盖在金属表面有效阻止金属和空气的接触,对金属起到良好的保护作用。正当科学家们为之欣喜若狂时,来自美国加州大学的Alex Zettl教授指出,石墨烯不能对金属起到长久保护,因为石墨烯是导电的。
换而言之,一旦石墨烯“圣衣”出现缺陷或破损,哪怕是针孔大小,其中金属产生的电子就如同蚂蚁一样被不停地从孔中释放,那么金属就会不停地被消耗直至殆尽-“千里之堤毁于蚁穴”。
图3 石墨烯涂层加速金属铜的腐蚀过程(裸铜和石墨烯覆盖金属铜腐蚀前后的对照)图3 石墨烯涂层加速金属铜的腐蚀过程(裸铜和石墨烯覆盖金属铜腐蚀前后的对照)
为此,中国科学院宁波材料技术与工程研究所先进涂料与粘合剂实验室提出以绝缘的白色“石墨烯”氮化硼纳米点封装石墨烯来实现石墨烯涂层的长期防腐概念(图4)。
图4 白色石墨烯封装石墨烯示意图(a)和铜线的绝缘皮层图(b),改性石墨烯的高效分散(c)和超防腐机理图(d)。图4 白色石墨烯封装石墨烯示意图(a)和铜线的绝缘皮层图(b),改性石墨烯的高效分散(c)和超防腐机理图(d)。
白色“石墨烯”即氮化硼,是类石墨烯等电子绝缘材料,其通过超声碎裂及化学改性技术制备的极小纳米点(直径一般小于50nm)能够通过与石墨烯片层间的π-π堆积作用(一种通常存在于芳香环间的与氢键同样重要的非共价键相互作用)如磁铁一样吸附于石墨烯表面,起到类似导线绝缘皮套的作用(图4)。
由于氮化硼纳米点富含亲水基团(如羟基、羧基、胺基等),该技术不仅能够突破制约石墨烯推广应用的关键瓶颈——石墨烯分散技术,还能从根本上消除石墨烯涂层在缺陷处加速金属腐蚀的隐患,赋予石墨烯长效保护。
氮化硼纳米点通常被认为是单层或半层氮化硼纳米片,作为超小的“白石墨烯”纳米片,其存在除了对石墨烯起到封装作用外,不会对石墨烯的屏蔽作用(即阻隔水、空气和腐蚀电解质的特性)造成影响。同时能够抑制石墨烯在涂料中的沉淀和团聚,最大限度地增强石墨烯涂层的防腐性能(图4),为石墨烯防腐涂料的商业化应用进程打开了一个新的突破口。
该技术还有助于石墨烯在防静电涂层、导热涂层、电子封装材料及导热材料等领域的应用取得新进展。
以上就是小编对于金属腐蚀的一些理解,如果您有金属腐蚀试验的相关需求,欢迎咨询江苏容大,作为专业的第三方检测,我们不仅能够提供专业的服务,还有优惠的价格,期待您的咨询!