通过原位蒸汽法在镁合金表面制备水滑石（layered double hydroxides, LDH）涂层需要基体本身提供LDH形成所需的Al源。然而，直接暴露于样品表面的Al量相对较少，导致LDH含量偏低，耐蚀性降低。因此，让基体中暴露出更多的Al相是提高LDH涂层耐腐蚀性能的重要途径。用NaOH预处理基体使基体表面Al元素活化，然而，原位碱性蒸汽环境对LDH形成的影响尚未得到研究。

    盐雾和电化学实验结果表明，在蒸汽源中加入0.01M NaOH制备的LDH涂层耐蚀性能最好。AM30合金及其LDH涂层耐蚀性都优于AZ31及其LDH涂层。NaOH影响蒸汽LDH涂层的生长和性能。随着NaOH浓度的增加，蒸汽LDH涂层的耐蚀性能增加。LDH涂层的耐蚀性能先增加后降低。其中，AM30-NaOH-0.01涂层的耐腐蚀性最好。

    在蒸汽源中加入NaOH后，反应环境为碱性，具有OH-（碱液滴）的水蒸汽将粘附在AM30合金的表面。随后，Al-Mn相周围的α-Mg与水分子反应形成Mg(OH)₂。同时，来自空气的CO₂溶解在碱性溶液中形成CO₃^2-。较高的pH和温度会促进含铝相的溶解。AM30-NaOH-0.01涂层中Al元素含量最高，而Al元素含量会随着NaOH浓度的增加而降低。所得Al³⁺同晶取代Mg(OH)₂层中的Mg²⁺，然后将其与涂层中的CO₃^2-插层以形成LDH结构。值得注意的是，在横截面EDS图谱中没有发现Mn元素。一种假设是，由于α-Mg在Al-Mn相周围的优先腐蚀，Al-Mn相从样品中分离，然后Al-Mn相本身发生微电偶腐蚀。当Al相溶解时，Mn相以固体或离子的形式存在于样品表面的液膜中。

    当NaOH含量过量时，将发生两个反应。一种是LDH涂层中存在的类似于Al(OH)₃的两性氢氧化物，它处于不稳定状态，并与OH^-反应形成AlO₂^-，因此它很容易溶于表面水性膜中。这使得原来致密均匀的蒸汽LDH涂层部分退化或产生间隙，使涂层的耐腐蚀性降低。另一种是基质中的含铝相也直接过度反应生成AlO₂^-，从而抑制LDH结构的生成。换句话说，向蒸汽源中添加适当浓度的NaOH对蒸汽LDH涂层的生长有促进作用。然而，当NaOH的浓度过高时，在LDH中的含Al物质（Al(OH)₃）降解或在基质中的Al源反应过度，例如AM30-NaOH-0.1和AM30-NaOH-1样品，涂层的密度降低并在涂层中产生间隙或抑制了涂层的生长。最终，基材无法得到保护，从而发生腐蚀。

    本文优化了原位蒸汽法制备水滑石（LDH）工艺，研究了NaOH浓度对LDH涂层的形貌、结构、附着力和耐腐蚀性的影响，阐明了蒸汽源中NaOH浓度对蒸汽LDH涂层生长的影响，并讨论了LDH涂层的形成机理以及Al-Mn相含量对涂层耐腐蚀性能的影响，为原位蒸汽涂层技术的发展提供了新的见解。

   该文章"Corrosion resistance of in situ steam LDH coating on AZ31 and AM30 Alloys: Influence of NaOH and Al–Mn phase"发表在《Smart Materials in Manufacturing》2024年第2卷10045。第一作者为研究生赵岩杰，通讯作者为张芬和曾荣昌。