摘要
镁合金因其较高的比强度，低密度等优异的性能被广泛应用于医疗，汽车等行业。然而镁合金的高化学活性限制了其在现代工业领域的应用。因此，提高镁合金耐蚀性是急需解决的问题。表面处理是提高耐蚀性的有效方法。材料表面的润湿性在生物医学、自清洁等领域具有重要意义。本文通过自组装技术在镁合金MAO涂层上制备了具有亲水、疏水和超疏水性能的MAO/自组装双涂层。通过化学镀技术在MAO/自组装双涂层表面化学镀镍制备了MAO/不同疏水性自组装/镍三层复合涂层，探究疏水性对复合涂层性能的影响，研究了化学镀镍沉积机理，进行了分子动力学模拟计算，建立了腐蚀过程模型。 首先本文采用乙酸乙酯、十六烷基三甲氧基硅烷和硬脂酸三种分子分别在镁合金微弧氧化涂层表面制备了具有亲水、疏水和超疏水性能的自组装涂层，通过单因素优化得到最优制备条件。利用SEM、EDS、XRD、硬度、电化学等测试对样品进行分析。结果表明，三种MAO/自组装双涂层疏水性分别为：5.13°、90.72°、150.62°。随着疏水性的增加，涂层表面耐蚀性增强，但显微硬度值降低。 之后，在不同疏水性的MAO/自组装双涂层表面进行化学镀镍制备三层复合涂层。SEM、EDS、XRD、XPS测试表明在三种双涂层表面成功制备了三层复合涂层，MAO/亲水自组装/镍复合涂层表面均匀致密且具有PN双半导体特性。三种三层复合涂层的硬度值较不同疏水性的微弧氧化/自组装双涂层明显增加。电化学测试结果表明，涂层的耐蚀性随着自组装层疏水性的增加而减弱，且MAO/亲水自组装/镍复合涂层的腐蚀电位为-0.399V,腐蚀电流密度为1.281×10-8A·cm-2，表明涂层具有较优的耐腐蚀性能。化学镀镍反应机理表明化学镀镍时首先发生了H2PO2-与H2O的阳极氧化反应，说明亲水的涂层表面更有利于水分子的附着因而更利于发生化学镀镍反应制备涂层。动力学模拟结果表明，乙酸乙酯与镍晶体之间的结合存在较大的结合能。 最后，以镁合金表面MAO/亲水自组装/化学镀镍复合涂层为研究对象，在3.5wt.%NaCl环境下研究了复合涂层的腐蚀过程，并建立了腐蚀过程模型。通过SEM、EDS、XRD、XPS和AFM测试方法表征腐蚀过程中样品的表面形貌及腐蚀产物。腐蚀前期涂层表面生成微孔，产生腐蚀点。腐蚀中期复合涂层表面生成腐蚀产物破坏涂层并形成腐蚀通道。144h进入腐蚀后期，腐蚀离子进入通道直达基体，涂层保护失效。
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