具有仿生拒水性能的镁合金耐蚀性研究进展：综述

发布日期：2021-07-16

研究背景

镁合金具有质量轻、比强度和比刚度高、减震性能好、导电导热性能优良、易切割和可再生等优点。镁合金是公认最有前途的轻量化和绿色工程材料，在航空航天、交通运输、电子器件、生物医学和日常生活等领域具有许多潜在的应用和日益积极的发展前景。镁及其合金凭借丰富的资源和众多优异的性能有望成为其他传统金属的替代材料。目前，提高镁合金耐腐蚀性并延长其使用寿命方面主要方法有：微合金化、组织调控、表面处理和制备功能化涂层等。其中应用比较广泛、行之有效的方法是通过表面处理在镁合金表面制备具有防腐蚀性能的涂层。仿生拒水表面以其独有的界面特性和优势逐渐成为解决金属材料耐腐蚀性的新思路。镁基仿生拒水表面的制备，构建了镁合金基体上仿生拒水表面的功能性，有效的提高了镁合金的耐腐蚀性。仿生拒水表面的存在可以有效地隔离潮湿空气、侵蚀溶液等腐蚀介质与镁合金基体的直接接触，减少腐蚀。

内容简介

镁合金具有优良的力学性能，在航空航天等领域有着广阔的应用前景。然而，镁合金的腐蚀问题未能得到很好的解决，成为制约其在许多工业领域广泛应用的主要因素。受大自然启发，研究人员通过探究荷叶、猪笼草等动植物的表面微观结构，设计并制备了具有特殊润湿性能的仿生拒水（超疏水和液体注入型多孔超滑表面）表面，显示出优异的耐腐蚀性能。本文综述了近年来具有仿生拒水性能镁合金耐腐蚀性的研究进展。主要从镁合金腐蚀原因、腐蚀类型以及基于仿生学原理制备仿生拒水表面提高镁合金耐腐蚀性能等方面去介绍。特别指出通过表面处理在镁合金表面构建具有拒水防腐蚀性能的涂层是目前应用比较广泛、行之有效的方法。希望本文的研究能拓宽镁合金的应用范围，为今后镁合金耐腐蚀性的研究提供有力的参考。

该研究工作主要受到国家重点研发计划(No. 2018YFB1107403)、国家自然科学基金(No. U19A20103)、中国博士后科学基金项目(No. 2019M661184)、吉林省科技发展计划项目(No. Z20190101005JH)，国家“111”项目(No. D17017)资助。

图文导读

图1 仿生拒水表面在镁合金耐腐蚀性能中的应用

图2 镁合金的腐蚀类型

图3 超疏水表面的制备示意图

图4 （a-e）猪笼草及其口径微观形貌图；（f）液体注入型多孔超滑表面的制备示意图

(投稿：蔡倩倩   撰稿：王曼妃   审核：翟昌太)