氧化石墨烯已被證明是防止鎂合金過快生物降解的有前途的防滲透保護層，但是氧化石墨烯與Mg合金之間的弱界面鍵是有效保護的主要障礙。在這項研究中，將氧化鎂（MgO）納米顆粒涂覆在還原氧化石墨烯（RGO）表面上，然后通過激光熔化將其引入AZ61合金中，期望增強Mg基質與RGO之間的界面結合。結果表明，MgO充當了Mg基質與RGO之間的界面橋梁，并與RGO構成了納米級接觸和變形區域。此外，MgO和α-Mg形成半相干界面結構，其中檢測到MgO（‾200）//α-Mg（‾110‾2）的取向關系和7.5％的小平面錯位。這些界面特征表明在RGO/MgO和MgO/α-Mg界面均具有牢固的結合力，從而增強了RGO的保護能力。與AZ61-RGO復合材料和AZ61合金相比，AZ61-RGO/MgO復合材料的腐蝕速率分別降低了13.3％和34.0％。同時，由于界面結合的增強，AZ61合金的抗壓強度和硬度也得到了提高。這些發現表明，RGO/Mg界面強化是改善Mg合金降解行為的有前途的候選者。
Figure 1. RGO/MgO粉和AZ61-RGO/MgO復合材料的制備示意圖。
Figure 2. 在（a）低和（b）高放大倍率下，本研究中使用的GO的SEM圖像；粉末的TEM分析：（c）GO、（d,e）RGO/MgO和（f）在A點的EDS結果。
Figure 3. （a）AZ61-RGO/MgO復合材料、（b）RGO/MgO接口和（c）Mg/MgO接口的HRTEM圖像，以及（d）插圖顯示指定區域的FFT模式。AZ61-RGO/MgO復合材料的界面特性示意圖：（e）α-Mg/MgO/RGO界面、（f）MgO/RGO界面和（g）MgO/α-Mg界面。
Figure 4. AZ61-RGO/MgO和AZ61-RGO復合材料的機械和降解性能：（a）抗壓強度和硬度，（b）腐蝕速率和（c）通過失重測試測量的pH值變化，（d）極化曲線。
Figure 5. （a）AZ61合金、（b）A點的EDS分析、（c）AZ61-1.0RGO/MgO、（d）AZ61-2.0RGO/MgO的SEM圖像和（e,f）EDS分析元素圖；（g）AZ61-3.0RGO/MgO和（h）AZ61-4.0RGO/MgO復合材料的SEM圖像。
相關研究成果于2020年由中南大學Chengde Gao課題組，發表在Materials and Design（doi.org/10.1016/j.matdes.2020.108612）上。原文：Interfacial strengthening by reduced graphene oxide coated with MgO in biodegradable Mg composites。
轉自《石墨烯雜志》公眾號
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