·966· 工程科学学报，第40卷，第8期 电流PSD曲线.从图中看出PSD曲线在低频区出 10-5 现一个平台，即白噪声水平.白噪声水平随时间延 1074 改性石墨烯质量分数 长而变大.一般认为，白噪声水平可以反映材料的 10-9 0 耐腐蚀性能，白噪声水平越大，耐腐蚀性能越差.白 0.4% 噪声水平分析结果表明，0.4%石墨烯涂层在NaCl 080 10 1.2% A 浸泡过程中，耐腐蚀性能下降，这与前面的频域谱和 10-2 1.0% 频域统计分析结果一致.采用多项式拟合的方法对 102 数据中直流分量进行剔除，拟合次数为5，应用Oi- 10-29 n软件进行五项式拟合处理.图6为不同石墨烯 103 102 10 含量涂层电流PSD曲线[2-1].不同石墨烯含量涂 频率Hz 层的白噪声水平随含量增加而减小，但是当质量分 图6不同质量分数石墨烯涂层电流PSD曲线 数为1.2%时，白噪声水平高于1%，说明1.2%石 Fig.6 Current PSD curves of different mass fraction graphene con- tent coating 墨烯涂层耐腐性能不如1%，但是仍低于其他含量. 可能是因为石墨烯含量的增加，涂层中局部地方石 量分数为1%时容抗弧最大，容抗弧半径随石墨烯 墨烯发生团聚，使涂层耐腐蚀性能下降 含量减少而减小，说明添加石墨烯可以有效增强涂 10-5 层的耐蚀性能.Bode图也显示相同的结果，随石墨 10 烯含量的增加，涂层的阻抗模值增大，表明涂层电阻 10 值减小，耐腐蚀性能下降[).添加1%改性石墨烯 比未添加石墨烯涂层的阻抗模值高出半个数量级， 1 说明改性石墨烯的阻隔效果明显.结果与电化学噪 声一致. 102 图8为涂层浸泡后的极化曲线，i为交流阻抗中 10-2 测试的电流.涂层的自腐蚀电位越高，自腐蚀电流 103 10-2 10 密度越低，说明涂层防护性越好.结合图8看出，当 频率Hz 涂层添加改性石墨烯后，涂层腐蚀电位明显正移，自 图5浸泡不同时间时，0.4%改性石墨烯涂层电流PSD曲线 腐蚀电位密度减小，并且随着改性石墨烯添加量的 Fig.5 0.4%modified graphene coating current PSD curves when immersed for different time 增加，变化程度加剧，当改性石墨烯添加量为1% 时，腐蚀电位正移达到最大.这说明改性石墨烯的 2.4电化学行为分析 添加极大程度改变了涂层的抗渗透性能，增强了涂 对不同石墨烯含量涂层的电化学行为进行分 层的耐腐蚀性能5].极化曲线测试结果与电化学 析.如图7为浸泡一段时间后的交流阻抗谱，Z为 噪声结果同样一致. 阻抗值，Z为阻抗实部，Z"为阻抗虚部.从图中可以 2.5腐蚀形貌分析 看出，浸泡一段时间后，Nyquist图中改性石墨烯质 图9为1%改性石墨烯涂层与未添加改性石墨 -1.8F 改性石墨烯质量分数 改性石墨烯质量分数·1.0%、04% -1.6 -■-1.0% ·0.8%●0 -。-0.8% 10 ▲0.6% -1,4 10 -▲-01.67 1.2 --0.4% 10 一0 10 -1.0 10 -0.8 -100 -80 -0.6 60 -0.4 _40 0.2 (a) b 0 00.20.40.60.81.01.21.41.61.8 10-2 10- 10 1010210310 105 Z/M2·cm2) 频率川z 图7浸泡后改性石墨烯涂层的电化学阻抗谱.(a)Nyquist图：(b)Bode图 Fig.7 Electrochemical impedance spectra of modified graphene coatings after immersion:(a)Nyquist diagram;(b)Bode diagram工程科学学报,第 40 卷,第 8 期 电流 PSD 曲线. 从图中看出 PSD 曲线在低频区出 现一个平台,即白噪声水平. 白噪声水平随时间延 长而变大. 一般认为,白噪声水平可以反映材料的 耐腐蚀性能,白噪声水平越大,耐腐蚀性能越差. 白 噪声水平分析结果表明,0郾 4% 石墨烯涂层在 NaCl 浸泡过程中,耐腐蚀性能下降,这与前面的频域谱和 频域统计分析结果一致. 采用多项式拟合的方法对 数据中直流分量进行剔除,拟合次数为 5,应用 Ori鄄 gin 软件进行五项式拟合处理. 图 6 为不同石墨烯 含量涂层电流 PSD 曲线[12鄄鄄13] . 不同石墨烯含量涂 层的白噪声水平随含量增加而减小,但是当质量分 数为 1郾 2% 时,白噪声水平高于 1% ,说明 1郾 2% 石 墨烯涂层耐腐性能不如 1% ,但是仍低于其他含量. 可能是因为石墨烯含量的增加,涂层中局部地方石 墨烯发生团聚,使涂层耐腐蚀性能下降. 图 5 浸泡不同时间时,0郾 4% 改性石墨烯涂层电流 PSD 曲线 Fig. 5 0郾 4% modified graphene coating current PSD curves when immersed for different time 图 7 浸泡后改性石墨烯涂层的电化学阻抗谱 郾 (a) Nyquist 图; (b) Bode 图 Fig. 7 Electrochemical impedance spectra of modified graphene coatings after immersion: (a) Nyquist diagram; (b) Bode diagram 2郾 4 电化学行为分析 对不同石墨烯含量涂层的电化学行为进行分 析. 如图 7 为浸泡一段时间后的交流阻抗谱,Z 为 阻抗值,Z忆为阻抗实部,Z义为阻抗虚部. 从图中可以 看出,浸泡一段时间后,Nyquist 图中改性石墨烯质 图 6 不同质量分数石墨烯涂层电流 PSD 曲线 Fig. 6 Current PSD curves of different mass fraction graphene con鄄 tent coating 量分数为 1% 时容抗弧最大,容抗弧半径随石墨烯 含量减少而减小,说明添加石墨烯可以有效增强涂 层的耐蚀性能. Bode 图也显示相同的结果,随石墨 烯含量的增加,涂层的阻抗模值增大,表明涂层电阻 值减小,耐腐蚀性能下降[14] . 添加 1% 改性石墨烯 比未添加石墨烯涂层的阻抗模值高出半个数量级, 说明改性石墨烯的阻隔效果明显. 结果与电化学噪 声一致. 图 8 为涂层浸泡后的极化曲线,i 为交流阻抗中 测试的电流. 涂层的自腐蚀电位越高,自腐蚀电流 密度越低,说明涂层防护性越好. 结合图 8 看出,当 涂层添加改性石墨烯后,涂层腐蚀电位明显正移,自 腐蚀电位密度减小,并且随着改性石墨烯添加量的 增加,变化程度加剧,当改性石墨烯添加量为 1% 时,腐蚀电位正移达到最大. 这说明改性石墨烯的 添加极大程度改变了涂层的抗渗透性能,增强了涂 层的耐腐蚀性能[15] . 极化曲线测试结果与电化学 噪声结果同样一致. 2郾 5 腐蚀形貌分析 图 9 为 1% 改性石墨烯涂层与未添加改性石墨 ·966·