[发明专利]一种金属表面石墨烯钝化处理防腐涂层的方法

摘要

一种金属表面石墨烯钝化处理防腐涂层的方法是采用化学气相沉积法在金属表面原位生长石墨烯保护层，然后将金属/石墨烯样品置于原子层沉积设备反应腔，进行三氧化二铝钝化颗粒沉积，由于原子层钝化颗粒三氧化二铝对悬键特别敏感，会优先沉积在石墨烯的缺陷位置，在石墨烯的孔洞、晶界处形成分散的团簇，而不是连续的薄膜，将石墨烯的缺陷进行钝化，从而实现石墨烯对金属的完全保护。本发明具有制备方法简单、制造成本低廉、获得的薄膜保护性能优良的优点，在金属的防腐领域具有潜在的应用价值。

主权项

一种金属表面石墨烯钝化处理防腐涂层的方法，所述方法是按下列步骤进行的：（1）将金属依次在盐酸、丙酮、乙醇溶液中分别超声清洗10 min，在氮气环境下烘干，去除表面的氧化物和杂质；（2）将金属置于化学气相沉积设备中，通入高纯氩气10 min，将石英管内的空气排净，然后抽真空至10‑2 Torr，再通入氩气至常压，重复三次，确保石英管内没有残余空气；（3）保持石英管内氩气气氛为常压的情况下，将石英管内温度升高至一定温度，通入氢气30 min，将金属表面的氧化物进一步还原，然后再调节石英管温度至石墨烯的生长温度，通入甲烷15 min，进行石墨烯的生长；（4）石墨烯生长结束后，切断碳源，快速降温至室温，取出样品；（5）将样品置于原子层沉积设备的反应腔，进行三氧化二铝钝化颗粒的沉积，将金属表面石墨烯的缺陷进行钝化处理；设定参数为：沉积温度：100 ℃；沉积气压：1 Torr；反应源：采用三甲基铝和水为前驱体，前驱体温度均为室温；载气：10～50 sccm的高纯氮气；单循环脉冲、憋气和吹扫时间：首先水脉冲时间为0.1～0.5 s，憋气时间为5～7 s，吹扫时间为10～15 s；然后三甲基铝脉冲时间为0.01～0.5 s，憋气时间为5～7 s，吹扫时间为10～15 s，完成一次沉积循环，重复此沉积循环获得不同尺度的三氧化二铝钝化颗粒。