《表2 G0和G2膜层电化学阻抗谱的拟合参数》

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《石墨烯纳米片对D16T铝合金微弧氧化膜层结构与性能的影响》

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Nquist曲线拟合电路如图12所示[49-50]，拟合所得参数结果见表2。在该等效电路中，Rs是测试样品即工作电极与参比电极之间的溶液电阻，R1为MAO试样外部疏松层电阻，CPE1为外部疏松层恒相位元件，R2是内部致密层电阻，CPE2是代表内部致密层的恒相位元件。对拟合结果分析可知，微弧氧化膜的内层阻抗远高于外层阻抗，表明在腐蚀过程中起耐蚀性作用的主要为内部致密层。G2的外层电阻和致密层电阻均比G0大，这是因为有石墨烯纳米片加入到电解液中，在微弧氧化过程中，石墨烯纳米片进入到膜层，填充了膜层中部分孔洞，起到阻挡腐蚀性离子的侵入；而微弧氧化膜层G0的外部多孔层和内部致密层上存在一些孔隙和微裂纹，易给腐蚀性离子提供流通通道，腐蚀性离子沿着由孔和裂缝提供的通道腐蚀基体金属。因石墨烯具有很强的范德华力和π-π堆积[49]，嵌入膜层中的石墨烯纳米片可以很容易地填充到膜层制备过程中产生的孔洞和微裂纹。此外，石墨烯纳米片可作为抑制侵蚀性电解质扩散途径，作为阻碍离子渗透的良好屏障[50]。因此，含石墨烯纳米片膜层G2的微孔和微裂纹得到减少，进而腐蚀通道也减少，致使电解质中的腐蚀性离子难以到达Al合金基材表面。再者，石墨烯作为保护性膜层，可被用作抑制剂，可用于防止在腐蚀性介质中长时间工作的底层金属被腐蚀，文献[51-52]已证实，形成石墨烯的超稠密碳原子网络是完全不可渗透的，以阻止材料被腐蚀。同时，石墨烯纳米片很薄，可以保护受保护材料的化学稳定性[53]。再者，石墨烯是一种富含电子的材料，具有sp2杂化的碳原子，可以加速氧化反应，从而产生更多的耐腐蚀氧化物，因此它具有抗腐蚀的阴极保护。综上所述，相比于不含石墨烯纳米片的膜层G0，含石墨烯纳米片的膜层G2，可以较好地保护D16T铝合金基体免受侵入性氯离子环境中的电化学降解和腐蚀。