【技术】汽车刹车盘涂覆石墨烯水性涂料的工艺及性能（下）

3.1 断面形貌

研究发现，在无铬锌铝涂料体系中使用片状材质，可通过层状排列与强化的空间屏蔽效果而对涂层的耐腐蚀性有显著提升。石墨烯是世界上最薄的、柔软的片状材料，在防腐涂料中，石墨烯呈层状堆叠状，可有效阻止腐蚀物质侵蚀基材，大大延长耐腐蚀时间。图2采用JSM-6700F扫描电镜观察某无铬锌铝涂层和石墨烯涂层的断面形貌对比照片。

图2 某无铬锌铝涂层和石墨烯涂层断面形貌对比照片

(a) 无铬锌铝涂层 (b) 石墨烯涂层

3.2涂层厚度

对图3所示刹车盘上制动面和小圆立面采用MM6金相显微镜测量石墨烯涂层的厚度值，分别测量5个位置的厚度，取其平均值。

图3 石墨烯涂层刹车盘照片及各主要表面示意图

(a)石墨烯涂层刹车盘 (b) 刹车盘各主要表面示意图

经测量，刹车盘石墨烯涂层厚度较均匀，见表1，上制动面涂层平均厚度13.8μm，小圆立面涂层平均厚度6.6μm。

表1 刹车盘石墨烯涂层厚度

3.3 耐热冲击腐蚀性

将某无铬锌铝涂层刹车盘和石墨烯涂层刹车盘放置在300℃电热干燥箱下1h，然后空冷1 h，再放入SQ-500-S盐雾试验箱中对比测试耐中性盐雾腐蚀试验。经240h中性盐雾腐蚀试验后，某无铬锌铝涂层刹车盘表面有40%面积的锈蚀，而石墨烯涂层刹车盘表面只有2%面积的锈蚀，见图4。

图4 某无铬锌铝涂层刹车盘和石墨烯涂层刹车盘耐热冲击腐蚀后对比照片

(a) 某无铬锌铝涂层刹车盘 (b) 石墨烯涂层刹车盘

3.4耐液体介质性能

采用401恒温水浴箱测试刹车盘石墨烯涂层的耐水、耐机油、耐汽油、耐柴油和耐防冻油性能，结果见表2。

（1）涂覆石墨烯的刹车盘与现有其它表面处理的刹车盘相比，具有无法比拟的优点，如：极强薄层抗腐蚀性（耐中性盐雾试验NSS≥240h）、无氢脆、高渗透性、耐热性强、耐化学介质稳定性强等，大大增强了刹车盘的防锈和抗磨的性能，延长了刹车盘的使用寿命。

（2）该技术具有自主知识产权，并实现了汽车刹车盘的批量化涂覆加工，有望在汽车紧固件上推广应用，将为新型环保水性涂层技术的发展提供基础，也将会加快中国石墨烯产业化应用。

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