铝合金基底双重界面增强与迷宫效应协同提升防腐性能的策略研究

针对铝合金在潮湿盐蚀环境中易腐蚀及有机涂层界面附着力差的问题，研究人员通过原位水热法构建垂直取向的层状双氢氧化物（LDH）中间层，并结合静电喷涂水平取向LDH纳米片/氟树脂复合涂层，形成双重界面结构。该设计通过机械互锁和C-O-Mg化学键增强附着力（剥离面积降至0%），并通过LDH纳米片的迷宫效应将涂层阻抗值|Z|0.1Hz 提升至1.020×106 Ω·cm2 ，摩擦后接触角保持117.20°，为轻合金防腐提供了新策略。

　　

铝合金因其轻质高强等特性广泛应用于航空航天等领域，但其在潮湿含盐环境中易腐蚀，造成巨大经济损失。传统有机涂层存在界面附着力不足、腐蚀介质渗透等问题。哈尔滨工业大学的研究团队在《Progress in Organic Coatings》发表研究，通过原位水热法在AA6061铝合金表面垂直生长LDH层作为中间层，再静电喷涂水平取向LDH纳米片/氟树脂涂层，构建双重界面结构。该设计结合机械互锁与C-O-Mg化学键，使涂层剥离面积从单层结构的40%降至0%；LDH纳米片的迷宫效应将阻抗值|Z|_0.1Hz
提升至1.020×10⁶
Ω·cm²
，较随机分布纳米颗粒涂层高一个数量级，摩擦后疏水性（接触角117.20°）更稳定。

关键技术包括：1) 原位水热合成垂直LDH中间层；2) 静电喷涂水平LDH纳米片/氟树脂复合涂层；3) 电化学阻抗谱(EIS)评估防腐性能；4) 分子动力学模拟腐蚀机制。

材料与表征
通过SEM观察到垂直LDH层形成蜂窝状多孔结构（图1a），XRD证实其为Mg-Al LDH。水平LDH纳米片通过静电喷涂均匀分散，形成致密屏障。

界面增强机制
LDH中间层通过粗糙表面实现机械互锁，其羟基与氟树脂形成C-O-Mg键。划痕和胶带剥离实验显示，双重界面结构涂层无剥离，而单层结构剥离面积达40%。

防腐性能
EIS测试表明，LDH纳米片涂层的|Z|_0.1Hz
达1.020×10⁶
Ω·cm²
，较纳米颗粒涂层高10倍。分子模拟证实水平LDH纳米片延长水分子渗透路径。

结论
该研究通过双重界面设计与迷宫效应协同提升涂层附着力与阻隔性，为轻合金防腐提供了新思路。Ruipeng Huang等的工作拓展了LDH在活性金属防护中的应用，兼具学术价值与工程意义。