分別采用循環(huán)伏安法和恒電流法在2024鋁合金基底上電沉積聚3,4-乙烯二氧噻吩（PEDOT）涂層,考察在3種電解質(zhì)溶液（高氯酸鋰（LiClO₄）和十二烷基硫酸鈉（SDS）水溶液,鄰苯二甲酸氫鈉（C₈H₅NaO₄）和SDS水溶液,六氟磷酸四丁銨（TBAPF₆）乙腈溶液）中聚合3,4-乙烯二氧噻吩（EDOT）對PEDOT涂層生長和形貌的影響。通過電偶腐蝕、電化學(xué)阻抗譜（EIS）和掃描振動電極技術(shù)（SVET）研究PEDOT涂層與鋁合金基底之間的相互作用。結(jié)果表明,TBAPF6不僅對基底具有鈍化和緩蝕作用,而且能夠顯著降低EDOT的氧化電位。恒電流法制備的涂層表面呈球狀團聚且完整致密。電偶腐蝕和EIS結(jié)果表明,PEDOT涂層阻隔了腐蝕介質(zhì)并使基底鈍化,其阻值在DHS溶液（3.5 g/L （NH₄）₂SO₂+0.5 g/L NaCl）中浸泡3 d后達到最大。SVET結(jié)果表明,破損的PEDOT涂層能夠促進表面電荷離域,避免電... 

【文章來源】：金屬學(xué)報. 2020,56(11)北大核心EISCICSCD

【文章頁數(shù)】：10 頁

【部分圖文】：

在不同電解質(zhì)溶液中電聚合EDOT制備聚3,4-乙烯二氧噻吩(PEDOT)涂層的循環(huán)伏安曲線及涂層宏觀形貌

圖2a2為在溶液2中，采用4 m A/cm2恒電流密度電聚合EDOT制備PEDOT的恒電流曲線。電位在100 s后上升至4 V，是由于基底表面PEDOT生長所引起。逐漸生成的PEDOT填補了氧化膜擊穿處�；妆砻嫱繉由蛇^程是聚合物PEDOT與鋁合金陽極腐蝕之間相互競爭的過程[20]，若鋁合金的腐蝕速率大于PEDOT的生成速率，則PEDOT無法及時填補新生成的腐蝕坑，使其無法在基底上穩(wěn)定生長。然而，較正的電位會導(dǎo)致大量氧化物產(chǎn)生，從而阻止形成連續(xù)的聚合物PEDOT涂層。宏觀照片(圖2b2)顯示，在該電解質(zhì)溶液中制備的PEDOT涂層較為完整，基本覆蓋基底表面。SEM像(圖3a和b)顯示，雖然涂層表面大部分被覆蓋，但還存在空缺部位。PEDOT涂層表面形貌呈花椰菜狀，少量呈花瓣狀形貌。涂層微觀結(jié)構(gòu)存在大量由基底腐蝕所引起的孔隙[21]。在溶液3中，因采用0.3 m A/cm2電流密度聚合無法擊穿基底表面氧化膜，故增大電流密度至20 m A/cm2。從圖2a3可知，電壓在0.07 s迅速達到最大2.19 V,100 s后基底表面基本被PEDOT完全覆蓋。聚合開始時初始線性電位增加表明在2024鋁合金上形成了金屬氧化層[22]，隨后金屬氧化層在PEDOT的形成過程中破裂，因此電位開始下降。從宏觀照片(圖2b3)可以明顯看出在溶液3中制備的PEDOT涂層表面狀態(tài)最佳。SEM像(圖3c和d)顯示涂層平整致密，呈團聚球狀形貌。

比較3種電解質(zhì)溶液中電聚合EDOT制備PEDOT涂層的宏觀照片可以看出，溶液3中制備的涂層最為完整致密，且在較大電流密度下具有較低電位。PEDOT成球狀團聚在基底表面，形成緊密的分子聚集體，這會降低涂層內(nèi)部孔隙率，提高阻隔性，防止O2和H2O進入涂層傳輸，使涂層抗腐蝕能力顯著提高。在溶液2中雖然也能制備出較為完整的PEDOT涂層，但由于金屬氧化作用，涂層微觀形貌顯示內(nèi)部仍然存在較多孔隙。EDOT進行聚合反應(yīng)的同時，還伴隨著金屬氧化和鈍化過程，它們與PEDOT涂層的生成形成競爭。因為瞬時大電流密度能擊破氧化膜，強電流有利于EDOT單體的氧化和聚合，并改善具有雙分子性質(zhì)的自由基陽離子間的偶聯(lián)反應(yīng)[23,24]，所以采用恒電流法制備PEDOT涂層，能夠減少基底溶解，避免由循環(huán)伏安還原過程所引起的PEDOT數(shù)量減少和陽離子插入。因此，PEDOT涂層的最佳制備條件為采用恒電流法，在TBAPF6乙腈溶液中，以20 m A/cm2電流密度聚合EDOT 100 s。2.2 鋁合金表面PEDOT涂層的耐腐蝕性能


本文編號：3353604