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热浸镀锌是提高钢铁材料耐大气腐蚀能力的最经济有效手段之一,镀锌钢在潮湿的环境中存储或运输过程中容易产生白锈,影响镀锌钢的美观,甚至会降低镀锌钢的使用寿命。为解决镀锌钢表面锌的腐蚀问题,传统的处理方法是采用铬酸盐钝化,然而铬酸盐高毒、高致癌且对环境危害较大,已经逐渐被淘汰。金属表面硅烷偶联剂处理由于其无毒性、无污染、附着力好等优点,是铬酸盐钝化比较理想的替代品。然而硅烷膜厚度薄、存在微孔和微裂纹,耐蚀性能有限,对金属不具有较好的长期保护性能。氧化石墨烯(GO)具有大的比表面积、优异的阻隔性能,以及表面含有大量可修饰的官能团,在腐蚀领域受到广泛的关注。但GO膜在金属表面直接成膜时,存在膜层与金属之间的结合力弱,易出现孔洞等的问题而限制了其应用。因此,本文希望结合GO和硅烷的优点,利用硅烷强的偶联作用来增强GO与金属基体的粘接性,利用GO强的阻隔性能来提高硅烷膜的阻隔性能并增加硅烷膜的厚度,在锌表面制备出一定厚度高耐蚀的GO掺杂改性型的硅烷复合膜。本文将锌片浸入GO的水分散液中,在其表面制得还原氧化石墨烯膜(rGO);将锌片浸入γ-(2.3环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷(GPTMS)和GO的混合分散液中,在其表面获得还原氧化石墨烯/硅烷(GPTMS/rGO)复合膜。采用扫描电子显微镜(SEM)、拉曼光谱(Raman)、傅里叶变换红外吸收光谱(FT-IR)、X射线光电子能谱(XPS)等手段研究复合膜的结构并探讨了成膜机理。采用电化学交流阻抗(EIS)和极化曲线研究了膜层的耐蚀性和耐蚀机理。获得了如下结果:rGO膜在锌片上成膜过程中GO发生了还原,部分含氧官能团减少。rGO膜层结构疏松多孔,随着成膜时间的增加,膜层变厚,膜层表面出现裂纹且不断增多。EIS结果表明,rGO膜层对锌基体不具有良好的保护作用,相比于未处理的纯锌阻抗值下降,随着膜层增厚,阻抗值越小。GPTMS/rGO复合膜在锌片上成膜过程中GO发生了还原,GPTMS和GO以及GPTMS和金属之间通过化学键合形成致密的网络结构,随着成膜时间的增加,GPTMS/rGO复合膜层厚度不断增加且厚度可达20 μm以上。成膜6 h时膜层最致密,6 h后,膜层出现孔洞且不断增多。EIS和Tafel线性极化结果表明,GPTMS/rGO复合膜层具有高的耐蚀性及良好的耐浸泡性,阻抗值达到2.21MΩ·cm2;极化电阻Rp达到1.34 MΩ·cm2,相比于纯锌提高1000倍,比GPTMS膜高了 500倍;自腐蚀电流密度icorr降至0.029 μA·cm-2,相比于纯锌和GPTMS降低了 2个数量级。