镁合金表面金属有机框架薄膜的制备与耐蚀性能

【作者】 王吉会； 杨慧敏； 胡文彬；

【机构】 天津大学材料科学与工程学院；

【摘要】 表面改性与涂覆处理是提高镁合金耐蚀性能的重要途径。本报告从金属有机框架材料组成可设计、结构与孔道大小可调节、化学稳定性高、制备条件简单等特性出发,在镁合金表面制备出金属有机框架为基础的复合薄膜,从而提升镁合金在使用环境中的耐蚀性能。首先,采用水热法在AZ61镁合金表面制备出锌铝水滑石(ZnAl LDHs)薄膜;之后放入到2-甲基咪唑的前驱体溶液中进行处理获得ZIF-8薄膜,进而放入到2-甲基苯并咪唑的甲醇溶液中通过配体置换合成出LDHs/ZIF-8-DMBIM复合薄膜。实验结果表明,LDHs/ZIF-8-DMBIM复合薄膜由外层的ZIF-8-DMBIM薄膜与内层的ZnAl LDHs薄膜组组合而成;复合薄膜表面光滑均匀致密,具有良好的疏水特性(接触角为115.7°)。随着表面ZnAl LDHs,LDHs/ZIF-8和LDHs/ZIF-8-DMBIM薄膜的形成,镁合金的耐蚀性能得到逐步提升。镁合金表面LDHs/ZIF-8-DMBIM复合薄膜耐蚀性的提高,来源于复合薄膜的双层致密结构及其良好的疏水特性。此外,还利用硅烷薄膜、ZIF-90薄膜并经五氟苄胺溶液的氟化处理制备出SCA/ZIF-90-F复合薄膜。镁合金表面的SCA/ZIF-90-F复合薄膜具有良好的超疏水特性(接触角达到152.1°),且其耐蚀性能优于LDHs/ZIF-8-DMBIM复合薄膜。随着镁合金表面SCA,SCA/ZIF-90和SCA/ZIF-90-F薄膜的形成,镁合金的保护效率由58.60%升高至99.96%。更多还原