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化 工 信 息 调 研 论 文 铝合金水滑石转化膜处理研究进展 摘要：简要介绍铝合金水滑石转化膜研究历程，对近几年的无铬转化膜新趋势进行分析，对铝合金表面保护从高耗能的阳极氧化处理，高污染的磷化处理，到近些年越来越多的化学氧化处理等新趋势进行综述。新型的水滑石转化膜技术目前在实践中也取得了相关的突破，但是还是无法取代传统工艺。 关键词：铝合金，转化膜，水滑石 铝是一种相对轻的金属元素，低硬度高伸缩性，现在已经合成铝合金来改进金属性质。只有在电极板上为了减少电阻而用纯铝外，其余情况都用合金。与其他金属或半导体构成合金会造成晶格点阵的缺陷或金属间的颗粒沉淀，增强了合金的硬度牺牲了合金的伸缩性。导电率和热导率因为晶体缺陷和半导体的导电率缺陷而牺牲了，就如同上面讨论的那样，作为铝电极的铝是用的纯铝。通过减少晶粒形变降低晶间裂隙可以增大抗疲劳性。金属均匀性降低，这会增加裂隙的数量和原子、小分子的渗透性。但是这些合金最重要的变化是抗腐蚀性减小。 对于黑色金属而言，最重要的就是电镀法防腐蚀，比如铁合金，就是在表面镀金属；但是对于铝合金、镁合金等金属材料，在大气中表面往往呈钝态，电镀金属在其表面附着力不佳，难以达到最好的保护效果，但是其表面却很容易获得性能优异的化学转化膜。 铝合金是基于金属的硬度，柔韧性和抗腐蚀性设计的。这种抗疲劳设计是基本的，还有与腐蚀相关的缝隙腐蚀和疲劳裂纹是固有的设计。由于点缝腐蚀，耐点蚀性能的研究很有必要。一般的防腐蚀都要经过预处理。并且合金本身的性能在铝合金表面预处理中也发挥了很大的作用。其中一种提高板材质量的方式是形成转化膜，金属表面的离子和盐重新组合成，形成一个致密的膜，并且在结构上耐用更具有耐腐蚀性质，在极端的pH条件下能防腐蚀。转换膜能为覆膜提供稳定和吸附的能力，表面处理能为转换膜提供无污染，规范的，可控制表面组成的表面，提高后续涂装附着力和耐蚀性。 铝合金水滑石转化膜简介 化学氧化是相对于阳极氧化而言的，是金属在不通电的情况下，适当温度范围内，浸入处理液中发生化学反应，在金属表面生成与基体有一定结合力，不溶性的氧化膜工艺。在工业上用得较多的是铸造铝合金和防锈铝等，铸造铝合金为铝镁和铝硅合金，他们的强度高，密度小，在海水中有良好的稳定性和耐蚀性，还具有良好的稳定性和耐蚀性，还具有良好的铸造性能，用变形处理的方法可以大大提高其机械性能，防锈铝是由铝镁锰组成的合金，他们耐蚀性，抛光性能好，并能长时间保持其光亮表面，因此，用于制造各种机械零部件及各种构件，以及民用工业装饰等。 LDH是一类无机功能材料，也被称为类水滑石或阴离子粘土。在LDH中，阳离子组成的层板结构夹杂着可交换的阴离子，形成了夹层结构。金属主体离子是二价离子和三价离子组合成的八面体结构，阴离子通过离子键、氢键或者范德华力与主板离子结合。对于LDHs的研究主要来自于离子广泛的可改变性和由此而带来的微观结构和微晶结构的变化。 比较常见的Mg/Al 组分的LDHs，称为水滑石(Hydrotalcite，简称 HT)；其它组分的 LDHs 也可称为类水滑石(Hydrotalcite like compound，简称HTlc)；它们的层插化学产物称为柱撑水滑石(Pillared Hydrotalcite)。水滑石、类水滑石和柱撑水滑石统称为水滑石类材料。可以通过调变金属离子和阴离子种类、大小等，改变水滑石类层状化合物的化学和物理性质，从而制得不同性能的材料。水滑石类化合物的合成常用低饱和共沉淀法。主要原料是可溶性的二价和三价金属离子盐、碱和碳酸盐。其中，金属离子盐可以采用硝酸盐、硫酸盐、氯化物等；碱可以用氢氧化钠、氨水等；碳酸盐主要采用碳酸钠、碳酸氨等，也可以用尿素代替碱和碳酸盐。该方法基本过程包括沉淀、晶化、洗涤等步骤。其中沉淀步骤可以采用单滴法(如镁-盐溶液)或者双滴法(如镁铝盐溶液和碱-碳酸盐溶液)。晶化步骤通常有回流晶化和水热晶化两种方法。水滑石晶化过程研究表明，将沉淀步骤所得浆液置于反应釜中，在较高温度下水热静态晶化比在常压、一定温度下搅拌晶化所得水滑石的晶型要好、晶粒较大、晶化时间相对较短。 LDHs合成方式，它通过金属盐离子在基材金属表面沉积的方式，快速的在表面形成具有材料本身以及载体基质的共同优点的复合材料。以这种方式形成的转化膜是近几年的热点。 2、国内外研究进展 现在水滑石的研究主要集中在层板阳离子选择性的扩展、有机阴离子插层改性和成膜助剂的选择等。主要罗列如下，魏晨[1]等通过在原位合成高透明度和有抗热性能的聚（甲基丙烯酸甲酯）/镁铝层状双氢氧化物纳米复合材料中利用在聚甲基丙烯酸甲脂中添加水滑石粉末的方法改进以往涂层的耐热性并增加涂层透光度。C.M．Rangel[2] 研究发现在碱性环境开路电位下能在铝表面形成锂基膜复