微弧氧化工艺参数对镁合金表面水滑石复合膜层耐蚀性的影响

李岩，章晴云，卢小鹏，张涛，王福会

（东北大学 沈阳材料科学国家研究中心，沈阳110819）

镁合金因其优良的比刚度、比强度、生物相容性和电磁屏蔽性能等，在汽车制造、电子通讯和生物医学等领域应用前景广阔[1-5]。然而，其较高的化学活性和较差的耐蚀性，制约了镁合金的工程应用[6-7]。微弧氧化（Micro-arc oxidation，MAO）利用表面弧光放电的瞬间高温烧结，使金属与电解质反应，在表面形成一层绝缘陶瓷膜。由于微弧氧化膜与基体的结合力强且硬度高，改善了金属的耐磨性和耐蚀性，从而得到了广泛应用[8-13]。然而，在成膜过程中伴随着大量的气体逸出和局部火花放电现象，导致膜层具有大量的微孔和微裂纹，造成膜层的长周期耐蚀性下降。通过后处理对多孔层进行封闭，可以改善膜层的耐腐蚀性能[14-16]。

水滑石（LDH）作为一种双金属氢氧化物层，其片层状结构具有良好的离子交换性和吸附性，有利于对腐蚀性介质进行阻隔[17-21]。通过原位生长水滑石膜，封闭微弧氧化膜层中形成的微孔和微裂纹，可以提高耐蚀性。插入不同的阴离子对膜层的耐蚀性有显著影响。Gao 等[22]分别对Zn-Al-VOx、Zn-Al-Cl 和Zn-Al-NO3膜的耐蚀性进行了研究，Zn-Al-Cl 膜能够阻挡氯离子侵入，Zn-Al-VOx膜中钒酸根能够可控性释放，因此耐蚀性均提高。Mohedano 和Serdechnova等人[23-24]利用水滑石的离子交换特性，插入VOx作为缓蚀剂，在硅酸盐体系中制备铝合金微弧氧化膜并原位生长一层具有主动保护功能的Al-Zn-VOx水滑石膜。制备水滑石的阳离子对水滑石复合膜层也有影响。Chen 等人[25]报道了在硅酸盐与磷酸盐混合体系中制备微弧氧化膜，探究了不同阳离子对复合膜层耐蚀性的影响。……