微弧氧化（MAO）膜具有诸多优点，例如，高硬度、良好的耐磨性和耐蚀性、良好的热稳定性和介电性能。但我们之前的研究发现，MAO涂层的多孔结构仅可提供前期的保护，长期暴露反而会加速镁基体的腐蚀。所以，对MAO进行封孔处理显得尤为重要。MAO的封孔方式有多种，其中稀土盐（RE）转化膜，有机物封孔MAO的报道有很多。有机无机杂化涂层也有较多的报道，但是有机无机杂化封孔MAO涂层的报道较少。

    在这项研究中，我们制备了稀土盐Nd(NO₃)₃和聚乙烯醇（PVA）有机无机杂化封孔MAO涂层（PN-MAO），探究了Nd(NO₃)₃处理时间对MAO涂层AZ31镁合金耐蚀性的影响，并了解MAO涂层有机-稀土无机盐（PVA-RE）杂化密封的成膜和耐蚀机理。这种MAO复合涂层也可以为镁合金在海洋工程应用中提供优异的耐腐蚀涂层。

    研究结果表明：

（1）PVA的添加导致密封层的厚度增加，即从6.13±0.40 μm增加到6.80±0.31 μm，粗糙度从0.907±0.024 μm减少到0.80±0.022 μm，涂层结合力提高。因此，PN-MAO涂层更致密、均匀，与基体结合力更强。

（2）极化曲线表明，PN-MAO涂层改性的AZ31镁合金的腐蚀电流密度为1.34×10^-8A/cm²,比裸基体低三个数量级。此外，其存在的钝化区说明PN-MAO涂层具有自愈功能。PN-MAO具有高的阻抗值（|Z|=1.26×10⁵ Ω·cm²），盐雾试验结果可以看出PN-MAO在360小时后仍未发生明显的腐蚀。这些结果都表明PN-MAO复合涂层具有最好的耐蚀性。

（3）耐蚀性的提高归因于PVA分子与Nd³⁺和Mg²⁺离子的配位，形成PVA-Nd³⁺和PVA-Mg²⁺络合物，导致大量Nd³⁺聚集在涂层表面上，从而促进Nd(OH)3的生成。此外，形成的不溶性碳酸钕盐（包括NdCO₃OH和Nd₂(CO₃)₃）形成了此镁合金复合涂层在长期腐蚀过程中的自愈合能力。

    论文“ Corrosion resistance and mechanisms of Nd(NO₃)₃ and polyvinyl alcohol organic-inorganic hybrid material incorporated MAO coatings on AZ31 Mg alloy ”发表在《Journal of Colloid and Interface Science》(IF9.965, 630 (2023) 833–845, https://doi.org/10.1016/j.jcis.2022.10.087（ 50 days' free access 五十天免费下载）。第一作者为山东科技大学材料科学与工程学院硕士研究生蔡磊，通讯作者为曾荣昌教授。

图1. (a) 极化曲线；(b) 波特图；(c) 能奎斯特图和拟合结果; (d-f) AZ31, MAO涂层和封孔涂层的拟合电路。

图2. (a-e)AZ31, (f-j)MAO, (k-o)N-MAO和(p-t)PN-MAO在5 wt.%NaCl盐雾环境中暴露不同时间的数码相机照片；(u)AZ31, (v)MAO, (w)N-MAO, (x)PN-MAO的SEM图像和(y)盐雾试验360小时后样品的XRD图谱，（z）FT-IR光谱。

图3. PVA + Nd(NO₃)₃溶液密封MAO涂层的示意图。

图4. MAO密封涂层的腐蚀机理示意图：(a，b) N-MAO，(c，d) PN-MAO。