彭光春等：铝合金表面水滑石薄膜的制备及其耐蚀性研究进展 3 助于氢氧化物层的形成并使氢氧化物层带正电 度的提高，Mg-A1水滑石薄膜厚度提高的同时，在 荷，同时阴离子由于在氢氧化物层表面被快速吸 基材和薄膜的界面处也会出现一些孔隙与裂缝， 附.吸附的阴离子层成为下一层氢氧化物层生长 这会导致Mg-A1水滑石薄膜的耐蚀性能变差.极 的平台，以此循环生长，从而使水滑石薄膜变厚 化曲线测试结果表面，相比于铝合金基材，Mg-A1 由于OH更容易和金属阳离子结合，而很少进入 水滑石薄膜的存在使腐蚀电流密度减小3~5个 阴离子层.通过此方法获得水滑石晶体结构完整， 数量级，且薄膜的耐蚀性与厚度密切相关.一方 具有明显的层状结构，且品粒尺寸均匀 面，Mg-A!水滑石薄膜的离子交换能力导致薄膜 Iqbal等4研究了不同盐浓度及反应温度对 的耐腐蚀能力增加；另一方面，薄膜厚度的增加使 于Mg-A1水滑石薄膜的结构形貌及耐蚀性的影 其在腐蚀性离子与铝基板的接触之间提供额外的 响.通过将前处理后的AA6082铝合金浸入不同 保护屏障 浓度的MgNO3和NHNO3混合溶液，滴加稀氨水 Tedim等详细研究了不同的锌盐浓度对所制 调节溶液的pH值至10左右，在不同的温度条件 备的Z-A1水滑石薄膜形貌与耐蚀性的影响.扫描 下反应24h后，制备了不同形貌结构的Mg-A1水 电镜分析结果如图1所示，当Zn2浓度为5 mmol'L-1 滑石薄膜.研究结果表明，随着盐浓度及反应温度 时，在基体表面分布着团簇状的水滑石颗粒，通过 的提高，Mg-Al水滑石薄膜的厚度也由8m增加 薄的Zn-A1水滑石薄膜与基体隔离；随着锌盐浓 至59m.但是，当初始盐浓度相同时，随着反应温 度的增加，Z-A1水滑石薄膜的厚度逐渐增加.且 10m 0μm 150m 图1不同Zn2+浓度条件下在AA2024铝合金基体制备的Zn-Al水滑石薄膜的扫描电镜图.(a,b)5 mmol-L.-Zn:(c,d)50 mmol-L-Zn2*:(e,f) 500 mmol-L-Zn2 Fig.1 SEM images of AA2024-T3 substrates covered with Zn-Al LDHs thin film prepared under different Zn"concentrations:(a,b)5 mmol-L-Zn; (c,d)50 mmol-L-Zn2;(e,f)500 mmol-L-!Zn2*助于氢氧化物层的形成并使氢氧化物层带正电 荷，同时阴离子由于在氢氧化物层表面被快速吸 附. 吸附的阴离子层成为下一层氢氧化物层生长 的平台，以此循环生长，从而使水滑石薄膜变厚. 由于 OH‒更容易和金属阳离子结合，而很少进入 阴离子层. 通过此方法获得水滑石晶体结构完整， 具有明显的层状结构，且晶粒尺寸均匀. Iqbal 等[24] 研究了不同盐浓度及反应温度对 于 Mg‒Al 水滑石薄膜的结构形貌及耐蚀性的影 响. 通过将前处理后的 AA6082 铝合金浸入不同 浓度的 MgNO3 和 NH4NO3 混合溶液，滴加稀氨水 调节溶液的 pH 值至 10 左右，在不同的温度条件 下反应 24 h 后，制备了不同形貌结构的 Mg‒Al 水 滑石薄膜. 研究结果表明，随着盐浓度及反应温度 的提高，Mg‒Al水滑石薄膜的厚度也由 8 μm 增加 至 59 μm. 但是，当初始盐浓度相同时，随着反应温 度的提高，Mg‒Al 水滑石薄膜厚度提高的同时，在 基材和薄膜的界面处也会出现一些孔隙与裂缝， 这会导致 Mg‒Al 水滑石薄膜的耐蚀性能变差. 极 化曲线测试结果表面，相比于铝合金基材，Mg‒Al 水滑石薄膜的存在使腐蚀电流密度减小 3～5 个 数量级，且薄膜的耐蚀性与厚度密切相关. 一方 面，Mg‒Al 水滑石薄膜的离子交换能力导致薄膜 的耐腐蚀能力增加；另一方面，薄膜厚度的增加使 其在腐蚀性离子与铝基板的接触之间提供额外的 保护屏障. Tedim 等[25] 详细研究了不同的锌盐浓度对所制 备的 Zn‒Al 水滑石薄膜形貌与耐蚀性的影响. 扫描 电镜分析结果如图 1 所示，当 Zn2+浓度为 5 mmol·L‒1 时，在基体表面分布着团簇状的水滑石颗粒，通过 薄的 Zn‒Al 水滑石薄膜与基体隔离；随着锌盐浓 度的增加，Zn‒Al 水滑石薄膜的厚度逐渐增加，且 (a) 150 μm (b) 10 μm (c) 150 μm (d) 10 μm (e) 150 μm (f) 10 μm 图 1    不同 Zn2+浓度条件下在 AA2024 铝合金基体制备的 Zn‒Al 水滑石薄膜的扫描电镜图. （a,b） 5 mmol·L‒1 Zn2+；（c,d） 50 mmol·L‒1 Zn2+；（e,f） 500 mmol·L‒1 Zn2+ Fig.1    SEM images of AA2024-T3 substrates covered with Zn‒Al LDHs thin film prepared under different Zn2+ concentrations: (a,b) 5 mmol·L‒1 Zn2+; (c,d) 50 mmol·L‒1 Zn2+; (e,f) 500 mmol·L‒1 Zn2+ 彭光春等： 铝合金表面水滑石薄膜的制备及其耐蚀性研究进展 · 3 ·