【摘要】 镁合金被广泛应用于航空航天、电子通讯以及汽车工业等领域。

镁合金被广泛应用于航空航天、电子通讯以及汽车工业等领域。镁金属具有很高的化学活性，容易和周围环境介质发生化学反应，导致镁合金零部件发生腐蚀。因此，在实际应用中镁合金表面必须进行适当的化学防护处理，使其表面形成一层保护膜，以增强其耐蚀性。石墨烯是一种单原子层厚度的新型碳材料，具有比表面积大、抗渗透性优异、热稳定性高和化学稳定性高等优点，在金属表面防护膜层材料的应用方面有着巨大的潜力。有研究表明，单层无缺陷石墨烯具有优异的屏蔽性能，能阻隔氧气和水分子等腐蚀性物质进入金属基体表面，被认为是已知最薄的腐蚀防护涂层。石墨烯具有优异的光学、电学、力学特性，在材料学、微纳加工、能源、生物医学和药物传递等方面具有重要的应用前景，被认为是一种未来革命性的材料。由于石墨烯易氧化腐蚀的缺点,石墨烯保护镁及其合金的详细机制至关重要。在此，通过第一性原理计算并采用密度泛函理论全面地揭示了O原子在非F、N、B、Si、P、S掺杂缺陷石墨烯上的具体吸附和渗透扩散过程。理论模拟证实了石墨烯对镁及其合金易氧化腐蚀表面是一种有效的保护剂，但氯化物使氧气更容易通过缺陷石墨烯的渗透扩散，显著恶化了其对镁表面的保护能力。通过第一性原理计算发现具有最高穿透扩散能垒的最佳B掺杂缺陷石墨烯可以提供可靠的能力来有效保护脆弱的氧化镁表面，从而在海洋中实现优越的抗氧化性和腐蚀性。

 

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