石墨烯防腐涂层“腐蚀促进行为”解决策略的研究进展

石墨烯凭借其良好的力学性能、高的长径比以及优异的不可渗透性,在涂层防护领域得到了人们的广泛青睐。然而,由于石墨烯超高导电性引起的"腐蚀促进行为",限制了其在防腐涂料领域的进一步发展。综述了石墨烯的腐蚀促进行为对涂层防腐性能的影响,以及解决石墨烯腐蚀促进行为的策略。首先,概述了石墨烯的结构特点及其在防腐涂料领域应用过程中存在"微电偶腐蚀"的问题;其次,从3个方面(改善涂层的屏蔽性能、增强涂层的力学性能、改善涂层的阴极保护作用)对石墨烯的防腐机理进行了阐述;最后,从石墨烯的导电性、电势以及氧还原催化活性等角度,对其腐蚀促进行为的机理进行了分析。针对石墨烯在防腐涂层领域应用过程中存在"微电偶腐蚀"的问题,重点归纳了石墨烯表面绝缘化,石墨烯面内掺杂N、B、F等原子、开发石墨烯富锌涂层,设计石墨烯基自修复功能涂层,以及寻找h-BN等类石墨烯结构的二维纳米材料等多种解决策略,并对以上所有解决策略的最新研究进展进行了全面的综述。最后,展望了石墨烯在防腐涂料领域的发展趋势及主要研究方向。

石墨烯泡沫热物性与界面热导温度相关性研究

石墨烯泡沫是将石墨烯立体化形成的复合材料,在锂离子电池等领域有较好的应用前景,而其导热性质成为限制工业应用的重要因素。基于瞬态电热技术,研究了石墨烯泡沫的导热性质及其随温度的变化。结果表明,不同于Umklapp声子散射机理,石墨烯泡沫的热导率随温度呈正相关性:由室温至373 K时,热导率由0.71升高至1.10 W/(m·K)。分析发现,泡沫内部的大量界面是其低导热性质的主要因素。利用分子动力学模拟验证了石墨烯与基体材料间的界面传热随温度成正相关,与宏观材料测量结果相符。