镁合金作为最轻的结构工程材料，具有密度低、铸造性能好、力学性能好等优点，在3C电子产品、航空航天、交通运输等领域得到了广泛的应用。然而，镁的快速腐蚀速度阻碍了它的广泛应用。遗憾的是，仅合金化并不能完全解决腐蚀问题，因此表面改性工艺已成为提高Mg及其合金耐蚀性的一种实用策。

LDH涂层是一种层状双金属氢氧化物，近年来因其表面保护和功能化性能而备受关注。由于其独特的夹层结构，可以通过调节层间阴离子的类型来用作纳米容器，被认为是一种新型的智能涂层。预处理是提高涂层性能有效方式。例如酸蚀已被用作镁合金气相沉积涂层的预处理工艺。酸洗处理能够使表面能提高，增加了基体的粗糙度，从而增强了涂层的附着力。在我们之前的工作(AZ80镁合金上柠檬酸预处理的Mg-Al-LDH蒸汽涂层的耐腐蚀性)中，发现挤压AZ80镁合金在柠檬酸(CA)蚀刻后，第二相的面积分数增加，导致LDH形成更致密、更厚。

由于草酸(Oxalic acid, OA)具有很强的配位效应，可以与Mg²⁺和Al³⁺络合形成不溶于水的草酸盐，从而改善LDH涂层在合金表面的成核位点分布，利于LDH涂层生长。本研究通过原位快蒸汽涂层方法结合有机酸OA预处理，在AM50合金上生长了Mg−Al LDH涂层。与抛光的AM50基体相比，OA刻蚀后表面第二相的面积分数显著提高，为后续LDH涂层的形成提供了成核位点。电化学测试和盐雾试验结果表明，当酸洗时间为45s时，所得LDH涂层的厚度最大、耐蚀性最佳。

本研究阐明了OA刻蚀对金属间化合物(含Al物质)暴露的影响，以及对铸态AM50镁合金表面原位蒸汽Mg−Al 层状双氢氧化物(LDH)涂层形成机理和耐蚀性的影响。并且进一步研究了金属间化合物的分布对原位蒸汽LDH涂层成核和生长的影响。

该文章“Corrosion resistance of rapidly formed in-situ steam Mg−Al LDH coating on AM50 Mg alloy pretreated with oxalic acid”发表在《Transactions of Nonferrous Metals Society of China》2024年第34卷第6期(https://doi.org/10.1016/S1003-6326(24)66511-8)上。第一作者为山东科技大学硕士研究生潘仕琪，通讯作者为山东科技大学曾荣昌教授和张芬副教授。

图1 LDH(a)，OA/LDH-15s(b)，OA/LDH-30s(c)，OA/LDH-45s(d)，OA/LDH-60s(e)的截面图及元素分布

图2 在5wt.%的NaCl溶液中性盐雾条件下不同时期AM50基体(a1−a5)、LDH (b1−b5)、OA/LDH-15s (c1−c5)、OA/LDH-30s (d1−d5)、OA/LDH-45s (e1−e5)和OA/LDH-60s (f1−f5)的数码相机照片

图3 OA蚀刻预处理蒸汽LDH涂层形成示意图

图4 OA蚀刻预处理蒸汽LDH涂层腐蚀机理示意图