鎂鋰合金的腐蝕機(jī)理及表面防護(hù)方法研究進(jìn)展

高曉輝，李玉峰，祝晶晶，景曉燕

（1哈爾濱工程大學(xué)材料科學(xué)與化學(xué)工程學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150001；2齊齊哈爾大學(xué)化學(xué)與化學(xué)工程學(xué)院，黑龍江 齊齊哈爾 161006；3齊齊哈爾大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，黑龍江 齊齊哈爾 161006）

鎂鋰合金的腐蝕機(jī)理及表面防護(hù)方法研究進(jìn)展

高曉輝1，2，李玉峰3，祝晶晶2，景曉燕1

（1哈爾濱工程大學(xué)材料科學(xué)與化學(xué)工程學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150001；2齊齊哈爾大學(xué)化學(xué)與化學(xué)工程學(xué)院，黑龍江 齊齊哈爾 161006；3齊齊哈爾大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，黑龍江 齊齊哈爾 161006）

鎂鋰（Mg-Li）合金具有質(zhì)量超輕、強(qiáng)度高、延展性好和成形性好等優(yōu)點(diǎn)，在汽車、航空航天、軍事及核工業(yè)等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。但是高化學(xué)活性的鋰使該合金易在使用環(huán)境中發(fā)生腐蝕且難以防護(hù)，限制了其廣泛應(yīng)用。因此，研究Mg-Li合金的腐蝕機(jī)理并發(fā)展有效的防腐蝕技術(shù)極為重要?；诮陙韲?guó)內(nèi)外的研究進(jìn)展，本文綜述了Mg-Li合金在大氣、中性及堿性NaCl溶液和模擬人體體液中的腐蝕機(jī)理，介紹了Mg-Li合金在不同環(huán)境中的腐蝕過程。同時(shí)對(duì)Mg-Li合金的表面防護(hù)方法作了系統(tǒng)總結(jié)，包括陽極氧化、電鍍與化學(xué)鍍、化學(xué)轉(zhuǎn)化、涂層及其他表面防腐蝕方法，分析了各種表面防護(hù)方法的特點(diǎn)、優(yōu)勢(shì)與不足。并對(duì)Mg-Li合金表面防護(hù)的未來發(fā)展進(jìn)行了展望，提出通過涂層的復(fù)合化、功能化及自修復(fù)化可以提高涂層對(duì)Mg-Li合金的防腐蝕性能和實(shí)用性。

鎂鋰合金；腐蝕；表面；陽極氧化；化學(xué)鍍；化學(xué)轉(zhuǎn)化膜；涂層

鎂鋰（Mg-Li）合金是一種超輕金屬材料，密度一般為1.35～1.65g/cm3，具有比強(qiáng)度、比剛度高，比彈性模量大，承受沖擊載荷能力強(qiáng)，抗震及抗高能粒子穿透能力好，延展性和塑性好等優(yōu)點(diǎn)，是航空航天、汽車、兵器工業(yè)、核工業(yè)、醫(yī)療等領(lǐng)域最理想并有著巨大發(fā)展?jié)摿Φ慕Y(jié)構(gòu)材料之一。不同鋰含量的Mg-Li合金表現(xiàn)出不同的相結(jié)構(gòu)和性能，當(dāng)鋰質(zhì)量分?jǐn)?shù)在5%～11%之間時(shí)，室溫條件下合金是由富鎂的α相（hcp）和富鋰的β相（bcc）組成的，此時(shí)，鎂鋰合金具有優(yōu)良的力學(xué)性能。但是，由于Mg和Li均為活潑性金屬，且處于兩相結(jié)構(gòu)，在使用環(huán)境中，極易在相界面處發(fā)生腐蝕，產(chǎn)生原電池，使鎂和鋰在陽極不斷溶解，在陰極有H2析出，從而加快合金的腐蝕[1]。Mg-Li合金較差的耐蝕性很難滿足快速發(fā)展的科學(xué)技術(shù)對(duì)輕質(zhì)材料的要求，限制了其廣泛應(yīng)用。因此，做好Mg-Li合金的表面防護(hù)極為重要。人們嘗試將多種腐蝕防護(hù)方法用于Mg-Li合金，在陽極氧化、電鍍與化學(xué)鍍、化學(xué)轉(zhuǎn)化、涂層涂覆等方面近年來均有文獻(xiàn)報(bào)道，并已經(jīng)取得了許多積極的成果[2]。本文在前人研究的基礎(chǔ)上，從Mg-Li合金的腐蝕機(jī)理及表面防護(hù)方法出發(fā)，對(duì)Mg-Li合金的腐蝕防護(hù)研究現(xiàn)狀進(jìn)行綜述。

1 鎂鋰合金的腐蝕機(jī)理

由于活潑金屬Li的加入，Mg-Li合金極易在使用環(huán)境中發(fā)生腐蝕，通常可以借助電化學(xué)阻抗譜、極化曲線、腐蝕速率、XRD、XPS及SEM等測(cè)試手段來研究Mg-Li合金的耐蝕性及腐蝕機(jī)理。

圖1 Mg-8Li合金表面氧化膜[3]

在大氣中，Mg-Li合金表面腐蝕會(huì)形成一種多組分的氧化膜，該氧化膜包含4層，如圖1所示，第一層是由Li2O和Mg(OH)2組成的，第二層由Li2O、Mg(OH)2和MgO組成，第三層是LiOH、MgO、Mg(OH)2、Li2O和Mg，底層是Li2O、MgO、Mg和Li[3]。由于形成的這種氧化膜是疏松多孔的，在大氣中，尤其是在近海區(qū)域的大氣中，Mg-Li合金會(huì)不斷地被氧化腐蝕。在海水條件下，Mg-Li合金的腐蝕非常嚴(yán)重，在腐蝕過程中，大量的Li溶解，隨后，Mg形成疏松的氧化膜[4]。圖2給出了在中性NaCl溶液中Mg-Li合金腐蝕前和隨腐蝕時(shí)間變化的表面形貌。Mg-Li合金由α相和β相組成，在NaCl溶液中腐蝕2h后，α相沒有發(fā)生變化，β相出現(xiàn)了白色粒子；腐蝕6h后，在α相和β相邊緣出現(xiàn)黑色腐蝕產(chǎn)物；腐蝕9h后，黑色的腐蝕產(chǎn)物擴(kuò)散入 β相；24h后，Mg-Li合金表面被大量的腐蝕產(chǎn)物覆蓋[5]。

在堿性NaCl溶液中，溶液的Cl–濃度和pH對(duì)Mg-Li合金的腐蝕速率都有影響，Cl–濃度高時(shí)Cl–對(duì)腐蝕的影響較為顯著。強(qiáng)堿性條件下，Mg-Li合金的腐蝕較輕，但隨著Cl–濃度的增加腐蝕變得嚴(yán)重[6]。

Mg-Li合金由于質(zhì)輕、無毒，可作為植入人體的生物材料，但是在體液的作用下易被腐蝕放出氫氣，研究發(fā)現(xiàn)，其在模擬人體體液（Hank溶液）中的腐蝕一般情況為點(diǎn)蝕，腐蝕產(chǎn)物為Mg(OH)2、LiOH和Al2O3[7]。

綜上所述，Mg-Li合金的腐蝕過程如式(1)～式(3)，腐蝕產(chǎn)物的形成如式(4)～式(7)。

圖2 Mg-Li合金腐蝕前后的形貌

2 鎂鋰合金的防護(hù)方法

Mg-Li合金極易發(fā)生腐蝕，因此對(duì)其做好表面防護(hù)很困難。近年來，人們致力于研究對(duì)Mg-Li合金有效的表面防護(hù)方法，取得了很大進(jìn)展。目前，Mg-Li合金的表面防護(hù)方法主要集中在陽極氧化、電鍍與化學(xué)鍍、化學(xué)轉(zhuǎn)化和涂層涂覆等。

2.1 陽極氧化

陽極氧化處理是指在一定濃度的電解液中，通過電流，在金屬表面形成具有保護(hù)作用的、具有一定厚度和穩(wěn)定性的氧化膜。陽極氧化膜具有許多優(yōu)點(diǎn)，與基材的結(jié)合強(qiáng)度優(yōu)異、防腐蝕性能和耐候性良好，對(duì)環(huán)境污染小，還可以用于有機(jī)涂層的底層。SHARMA等[8]最早在Mg-Li合金表面制備了黑色陽極氧化膜，其后，LI等[9]試圖利用K2Cr2O7和H2SO4溶液在Mg-10.02Li-3.86Zn-2.54Al-1.76Cu合金表面制備含鉻陽極氧化膜，該氧化膜附著性好，對(duì)合金具有修復(fù)作用。隨著高毒性鉻逐漸被禁用，目前主要是在Mg-Li合金表面制備無鉻陽極氧化膜[10]。助劑的加入可以提高無鉻陽極氧化膜對(duì)Mg-Li合金的耐蝕性。植酸是一種無毒的具有特殊化學(xué)結(jié)構(gòu)和物理化學(xué)性能的有機(jī)酸，是一種環(huán)境友好型腐蝕抑制劑，陽極氧化中植酸的存在，可以在Mg-Li表面形成一層單分子膜層，使陽極氧化膜更加光滑平整，從而進(jìn)一步提高其防腐蝕性能[11]。氨基乙酸的加入使形成的陽極氧化膜更加平整、致密，孔洞均勻，從而提高了防腐蝕性能[12]。由于納米級(jí)的溶膠具有較大的比表面積和良好的吸附性等獨(dú)特的性能，研究發(fā)現(xiàn)，納米硅溶膠的添加，可以使形成的陽極氧化膜的孔洞變小、更加致密，還可以提高膜層的附著力[13]。

微弧氧化是一種特殊的陽極氧化技術(shù)，是利用高壓弧光放電產(chǎn)生熱等離子體，激活陽極反應(yīng)，與普通的陽極氧化相比，該方法獲得的膜層綜合性能優(yōu)良，與基體結(jié)合牢固。XU[14]、景曉燕[15]等最先在Mg-Li表現(xiàn)制備了微弧氧化陶瓷涂層。選擇Na2SiO3-Na3PO4為電解溶液，乙二胺四乙酸（EDTA）為添加劑，利用微弧氧化方法制備陶瓷涂層是由Mg2SiO4和MgO組成的，具有多孔結(jié)構(gòu)，EDTA的加入僅影響了涂層的形貌，對(duì)組成幾乎沒有影響[16]；而以K2TiF6為添加劑則對(duì)形成的膜層組成影響較大，為MgF2、Ti2O5、Ti6O11、MgO，且形成的涂層非常致密[17]。不同陽極氧化膜的形貌見圖3，裂紋少、孔洞少且小，膜層致密的氧化膜對(duì)Mg-Li合金的耐蝕性較好。

2.2 電鍍與化學(xué)鍍

電鍍是利用電解原理在金屬表面鍍上一層其他金屬，目前，用于Mg-Li合金表面的有鍍鎳[18]或鍍銅[19]，其形貌見圖4(a)。

圖3 陽極氧化膜的形貌

圖4 電鍍與化學(xué)鍍層的形貌

化學(xué)鍍也稱無電解鍍，是在無外加電流的情況下借助合適的還原劑使鍍液中金屬離子還原成金屬并沉積到金屬表面的一種方法，方法簡(jiǎn)單，效果較好[20]。在化學(xué)鍍前，需要對(duì)Mg-Li合金進(jìn)行預(yù)處理，通常預(yù)處理液為NiCO3·2Ni(OH)2·4H2O溶液[21]、鉬酸鹽溶液[22]、Ce(NO3)3-KMnO4溶液[23]等。在NiSO4·6H2O溶液中，Mg-Li合金表面可以形成致密均一的Ni-P化學(xué)鍍層，如圖4(b)所示。涂層中P質(zhì)量分?jǐn)?shù)可以為9.56%，具有較好的防腐蝕性能。研究發(fā)現(xiàn)，借助超聲輔助技術(shù)[23]，可以使生成的粒子更加細(xì)小，附著更好，腐蝕電流密度由1.8×10-5A/cm2降低到8.0×10-6A/cm2，防腐蝕性能提高，見圖4(c)。

2.3 化學(xué)轉(zhuǎn)化

化學(xué)轉(zhuǎn)化膜是指金屬表面通過化學(xué)處理形成一層特殊的金屬氧化物、磷化物、鉻化物或其他化合物，通過屏蔽或添加的腐蝕抑制劑對(duì)Mg-Li合金起保護(hù)作用。在眾多的表面防護(hù)方法中，化學(xué)轉(zhuǎn)化處理因其廉價(jià)、易操作而被廣泛應(yīng)用。用于鎂鋰合金腐蝕防護(hù)的化學(xué)轉(zhuǎn)化膜主要包括錫酸鹽轉(zhuǎn)化膜、磷酸鹽轉(zhuǎn)化膜、稀土轉(zhuǎn)化膜、植酸轉(zhuǎn)化膜和硅烷轉(zhuǎn)化膜等[24]。鎂鋰合金表面化學(xué)轉(zhuǎn)化膜的種類、制備方法及性能見表1。

2.4 涂層涂覆

涂層涂覆是一種有效的防腐蝕手段，通過涂層涂覆技術(shù)可以在Mg-Li合金表面獲得具有一定厚度且致密的有機(jī)或無機(jī)涂層。

目前，有機(jī)涂層主要以環(huán)氧涂層為主，通常添加功能填料，如納米SiO2[40]、聚苯胺[41]、Ce-MCM-22分子篩[42]、納米(HT-MoO42-)/ZnO[43]等。功能納米填料的加入可以提高涂層的防腐蝕性能。但是以上涂層的制備都需要使用大量有機(jī)溶劑，對(duì)環(huán)境污染較大。MA等[44]采用兩步法，首先利用HF酸處理鎂鋰合金表面，然后采用陽極電泳技術(shù)沉積水性丙烯酸樹脂，涂層具有雙層結(jié)構(gòu)，內(nèi)層氟化物膜層厚度6μm，外層丙烯酸樹脂厚度56mm，涂層均勻一致，致密性好，具有很好的耐蝕性。無機(jī)涂層通常是通過熱壓的方法制備的，本文作者課題組通過熱壓法在Mg-Li合金表面制備了ZSM-5涂層[45]，均一致密的ZSM-5涂層對(duì)Mg-Li合金表現(xiàn)出良好的防腐蝕性能。

表1 化學(xué)轉(zhuǎn)化膜的制備方法及性能

2.5 其他

除了以上方法，還可以通過等離子噴涂[46]、等離子氣相沉積[47]、原子層沉積[48]等特殊的方法在Mg-Li合金表面制備防護(hù)涂層。等離子噴涂利用等離子電弧作為熱源，將加熱到熔融或半熔融狀態(tài)的陶瓷、金屬等材料噴涂在合金表面形成附著牢固的涂層，具有耐磨、耐蝕、耐高溫、隔熱等性能。但是，涂層存在氣孔、裂紋和殘余應(yīng)力，而且在噴涂過程中，易造成熔點(diǎn)較低的鎂鋰合金表面熔化、氧化，應(yīng)用受限。等離子氣相沉積利用低溫等離子體作為能量源，激活反應(yīng)氣體，促進(jìn)在基體表面進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)生成固態(tài)膜，固態(tài)膜的沉積溫度低，成分均勻，組織致密。但由于設(shè)備復(fù)雜，增加了膜層制備成本。而且鎂鋰合金表面的氧化膜會(huì)影響沉積效果，不適于批量生產(chǎn)。

3 結(jié)語

綜上所述，Mg-Li合金在使用環(huán)境中非?；顫?，無論是在酸、堿、鹽還是在大氣條件下，都極易發(fā)生腐蝕。通過不懈的研究，大多數(shù)防護(hù)方法均可用于Mg-Li合金的表面防護(hù)，然而，陽極氧化膜具有多孔結(jié)構(gòu)，需要封孔才能體現(xiàn)出防腐蝕性能；電鍍與化學(xué)鍍、化學(xué)轉(zhuǎn)化膜形成的膜層較薄，防護(hù)效果弱，這些膜層多用于涂層的底層；有機(jī)涂層厚度可控，但是氧氣和水的滲透影響涂層的屏蔽效果。

對(duì)Mg-Li合金的表面防護(hù)研究未來將主要集中在以下四方面：①深入研究Mg-Li合金的腐蝕機(jī)理以及各種防護(hù)方法對(duì)Mg-Li合金的防護(hù)機(jī)理，以更好地指導(dǎo)Mg-Li合金的表面防護(hù)；②繼續(xù)探討和優(yōu)化陽極氧化、化學(xué)鍍、化學(xué)轉(zhuǎn)化及涂層涂覆等在Mg-Li合金表面的成膜方法，通過多種膜層復(fù)合提高涂層的綜合性能；③實(shí)現(xiàn)Mg-Li合金表面防護(hù)的功能化，包括Mg-Li合金表面涂層無溶劑化、超疏水化；④提高表面防護(hù)技術(shù)的實(shí)用性，實(shí)現(xiàn)Mg-Li合金表面涂層自修復(fù)化，研究Mg-Li合金表面涂層的耐久性和耐高溫腐蝕性能。

[1] YUAN X，YU D J，GAO L L，et al.Effect of phosphate-buffered solution corrosion on the ratcheting fatigue behavior of a duplex Mg-Li-Al alloy[J].Journal of Materials Engineering and Performance，2016，25：1802-1810.

[2] YAO Z P，XIA Q X，WEI H，et al.Study on coating growth characteristics during the electrolytic oxidation of a magnesium–lithium alloy by optical emission spectroscopy analysis[J].RSC Advances，2015，5：68806-68814.

[3] SOMG Y W，SHAN D Y，CHEN R S，et al.Investigation of surface oxide film on magnesium lithium alloy[J].Journal of Alloys and Compounds，2009，484：585-590.

[4] LV Y Z，XU Y，CAO D X.The electrochemical behaviors of Mg，Mg-Li-Al-Ce and Mg-Li-Al-Ce-Y in sodium chloride solution[J].Journal of Power Sources，2011，196：8809-8814.

[5] SONG Y W，SHAN D Y，CHEN R S，et al.Corrosion characterization of Mg–8Li alloy in NaCl solution[J].Corrosion Science，2009，51：1087-1094.

[6] ZHANG C H，HUANG X M，ZHANG M L，et al.Electrochemical characterization of the corrosion of a Mg–Li alloy[J].Materials Letters，2008，62：2177-2180.

[7] ZENG R C，SUN L，ZHENG Y F，et al.Corrosion and characterisation of dual phase Mg-Li-Ca alloy in Hank’s solution：the influence of microstructural features[J].Corrosion Science，2014，79：69-82.

[8] SHARMA A K，UMA RANI R，AFZAR M，et al.Black anodizing of a magnesium-lithium alloy[J].Metal Finishing，1996，94（4）：16-27.

[9] LI J F，ZHEN Z Q，LI S C，et al.Preparation and galvanic anodizing of a Mg-Li alloy[J].Materials Science and Engineering A，2006，433（1/2）：233-240.

[10] LI Z J，YUAN Y，JING X Y.Effect of current density on the structure，composition and corrosion resistance of plasma electrolytic oxidation coatings on Mg–Li alloy[J].Journal of Alloys and Compounds，2012，541：380-391.

[11] 楊瀟薇，王桂香，董國(guó)君，等.植酸對(duì)鎂-鋰合金陽極氧化膜的影響[J].電鍍與環(huán)保，2010，30（2）：33-36.YANG X W，WANG G X，DONG G J，et al.Effects of phytic acid on anodic film for Mg-Li alloy[J].Electroplating & Pollution Control，2010，30（2）：33-36.

[12] CHANG L M，WANG P，LIU W.Effect of amino acids on the structure and corrosion resistance of Mg-Li alloy anodic oxide film[J].Advanced Materials Research，2011，146/147：785/789.

[13] LI Z J，JING X Y，YUAN Y，et al.Composite coatings on a Mg-Li alloy prepared by combined plasma electrolytic oxidation and sol-gel techniques[J].Corrosion Science，2012，63：358-366.

[14] XU Y J，LI K，YAO Z P，et al.Micro-arc oxidation coatings on Mg-Li alloys[J].Rare Metals，2009，28（2）：160-163.

[15] 景曉燕，袁藝，于方，等.鎂鋰合金表面耐蝕微弧氧化膜的研究[J].稀有金屬材料與工程，2009，38（7）：1154-1157.JING X Y，YUAN Y，YU F，et al.Study on corrosion resistance coating formed on magnesium-lithium alloy by micro-arc oxidation[J].Rare Metal Materials and Engineering，2009，38（7）：1154-1157.

[16] SHI L L，XU Y J，LI K，et al.Effect of additives on structure and corrosion resistance of ceramic coatings on Mg-Li alloy by micro-arc oxidation[J].Current Applied Physics，2010，10（3）：719-723.

[17] SONG L，KOU Y，SONG Y，et al.Fabrication and characterization of micro-arc oxidation（MAO）coatings on Mg-Li alloy in alkaline polyphosphate electrolytes without and with the addition of K2TiF6[J].Materials and Corrosion，2011，62（12）：1124-1132.

[18] ZHANG C H，HUANG X M，SHENG N，et al.A zinc dipping technique for Mg-16Li-5Al-0.5RE alloy at room temperature[J].Materials and Corrosion，2013，64（6）：509-515.

[19] YIN T T，WU R Z，LENG Z，et al.The process of electroplating with Cu on the surface of Mg-Li alloy[J].Surface & Coatings Technology，2013，225：119-125.

[20] CHEN D H，JIN N，CHEN W W，et al.Corrosion resistance of Ni/Cu/Ni–P triple-layered coating on Mg-Li alloy[J].Surface &Coatings Technology，2014，254（15）：440-446.

[21] LUO H J，SONG B N，LIU Y H，et al.Electroless Ni-P plating on Mg-Li alloy by two-step method[J].Transactions of the Nonferrous Metals Society of China，2011，21（10）：2225-2229.

[22] YANG L H，LI J Q，ZHENG Y Z，et al.Electroless Ni-P plating with molybdate pretreatment on Mg-8Li alloy[J].Journal of Alloys and Compounds，2009，467（1/2）：562-566.

[23] ZOU Y，ZHANG Z W，LIU S Y，et al.Ultrasonic-assisted electroless Ni-P plating on dual phase Mg-Li alloy[J].Journal of The Electrochemical Society，2015，162 （1）：C64-70.

[24] 王桂香，王洋洋，吳舜.鎂鋰合金表面鋅錳磷化膜的制備與性能表征[J].稀有金屬材料與工程，2014，43（7）：1764-1768.WANG G X，WANG Y Y，WU S.Preparation and characterization of Zn-Mn phosphate conversion coatings on Mg-Li alloy[J].Rare Metal Materials and Engineering，2014，43（7）：1764-1768.

[25] 李玲莉，趙剛，朱麗葉，等.鎂鋰合金表面高錳酸鹽轉(zhuǎn)化膜的研究[J].稀有金屬材料與工程，2013，42（2）：345-348.LI L L，ZHAO G，ZHU L Y，et al.Permanganate conversion coatings on magnesium lithium alloy[J].Rare Metal Materials and Engineering，2013，42（2）：345-348.

[26] MA Y B，LI N，LI D Y，et al.Characteristics and corrosion studies of vanadate conversion coating formed on Mg-14%Li-1%Al-0.1%Ce alloy[J].Applied Surface Science，2012，261：59-67.

[27] WANG G X，ZHANG M L，WU R Z.Molybdate and molybdate/permanganate conversion coatings on Mg-8.5Li alloy[J].Applied Surface Science，2012，258：2648-2654.

[28] YANG L H，ZHANG M L，LI J Q，Stannate conversion coatings on Mg-8Li alloy[J].Journal of Alloys and Compounds，2009，71（1/2）：197-200.

[29] SONG Y W，SHAN D Y，CHEN R S，et al.Formation mechanism of phosphate conversion film on Mg-8.8Li alloy[J].Corrosion Science，2009，51（1）：62-69.

[30] GAO L L，ZHANG C H，ZHANG M L，et al.Phytic acid conversion coating on Mg-Li alloy[J].Journal of Alloys and Compounds，2009，485（1/2）：789-793.

[31] LIU K S，ZHANG M L，ZHAI J，et al.Bioinspired construction of Mg-Li alloys surfaces with stable superhydrophobicity and improvedcorrosion resistance[J].Applied Physics Letters，2008，92（18）：1831031-1831033.

[32] GAO L L，ZHANG C H，ZHANG M L.Cerium chemical conversion coating on a novel Mg-Li alloy[J].Journal of Wuhan University of Technology，2010，25（1）：112-117.

[33] YANG L H，LI J Q，YU X，et al.Lanthanum-based conversion coating on Mg-8Li alloy[J].Applied Surface Science，2008，255（1-5）：2338-2341.

[34] SONG D L，JING X Y，WANG J，et al.Microwave-assisted synthesis of lanthanum conversion coating on Mg-Li alloy and its corrosion resistance[J]. Corrosion Science，2011，53（11）：3651-3656.

[35] YANG X W，WANG G X，DONG G J，et al.Rare earth conversion coating on Mg-8.5Li alloys[J].Journal of Alloys and Compounds，2009，487（1/2）：1-5.

[36] ZHANG H，YAO G C，WANG S L，et al.A chrome-free conversion coating for magnesium-lithium alloy by a phosphate-permanganate solution[J].Surface & Coatings Technology，2008，202（9）：1825-1830.

[37] ZENG R C，SUN X X，SONG Y W，et al.Influence of solution temperature on corrosion resistance of Zn-Ca phosphate conversion coating on biomedical Mg-Li-Ca alloys[J].Transactions of the Nonferrous Metals Society of China，2013，23：3293-3299.

[38] WANG G X，CAO N N，WANG Y Y.Characteristics and corrosion studies of zinc-manganese phosphate coatings on magnesium-lithium alloy[J].RSC Advances，2014，4（104）：59772-59778.

[39] HUANG X M，ZHANG M L.Comparison of properties between phytic acid and re-phytic conversion coatings of Mg-Li alloy[J].Journal of Wuhan University of Technology，2009，24（s1）：132-134.

[40] ZHANG C H，LI R M，GAO L L，et al.Corrosion protection of Mg-11Li-3Al-0.5RE alloy using hybrid epoxy/silica conversion coatings[J].Corrosion Engineering，Science and Technology，2013，48 （4）：276-281.

[41] CHEN X J，LUO C，ZHANG Z H，et al.Preparation and anticorrosion properties of polyaniline-containing coating on Mg-Li alloy[J].Anti-Corrosion Methods and Materials，2012，59（6）：291-298.

[42] WANG Y L，ZHUA Y H，LI C，et al.Smart epoxy coating containing Ce-MCM-22 zeolites for corrosion protection of Mg-Li alloy[J].Applied Surface Science，2016，369：384-389.

[43] YU X，WANG J，ZHANG M L，et al.Synthesis characterization and anticorrosion performance of molybdate pillared hydrotalcite/in situcreated ZnO composite as pigment for Mg-Li alloy protection[J].Surface & Coatings Technology，2008，203：250-255.

[44] MA Y B，LI N，LI D Y，et al.A two-step surface treatment，combining fluoride pretreatment and anodic electrophoresis deposition of waterborne acrylic resin，for Mg-Li-Al-Ce alloy[J].Materials Letters，2013，90：11-13.

[45] SONG D L，JING X Y，WANG J. The assembly of ZSM-5 layer on Mg-Li alloy by hot-pressing using silane coupling agent as bond and its corrosion resistance[J].Journal of Alloys and Compounds，2012，510：66-70.

[46] OKI S，TSUJKAWA M，MORISHIGE T，et al.Thin protective aluminum layer on Mg-Li alloy by plasma spraying and cold rolling[J].Plasma Processes and Polymers，2009，6（s1）：954-957.

[47] YAMAUCHI N，UEDA N，OKAMOTO A，et al.DLC coating on Mg-Li alloy[J].Surface and Coatings Technology，2007，201（9）：4913-4918.

[48] WANG P C，SHIH Y T，LIN M，et al.A study of atomic layer deposited LiAlxOyfilms on Mg-Li alloys[J].Thin Solid Films，2010，518：7501-7504.

Corrosion mechanism and surface protection method for magnesium-lithium alloy

GAO Xiaohui1，2，LI Yufeng3，ZHU Jingjing2，JING Xiaoyan1
（1College of Material Science and Chemical Engineering，Harbin Engineering University，Harbin 150001，Heilongjiang，China；2College of Chemistry and Chemical Engineering，Qiqihar University，Qiqihar 161006，Heilongjiang，China；3College of Materials Science and Engineering，Qiqihar University，Qiqihar 161006，Heilongjiang，China）

Magnesium-lithium（Mg-Li）alloy have attracted considerable interest in automobiles，aerospace，military and nuclear industries because of their super lightweight，high strength，high ductility and good formability. However，the high chemical activity of lithium means the Mg-Li alloys are susceptible to corrode in applied environment and difficult to protect，which limit their widespread practical application. Therefore，it is important to investigate the corrosion mechanism of Mg-Li alloys and develop efficiently anticorrosion technology. In this paper，a review was provided on the current status of corrosion mechanism of Mg-Li alloys in atmosphere，neutral and alkaline NaCl solution and Hank’s solution based on recent progress at home and abroad. The corrosion behavior of Mg-Li alloys in different environment was introduced. The research progress of surface protection technologies for Mg-Li alloys were systematically summarized，including anodic oxidation，electroplating and electroless plating，chemical conversion coatings，coating and other surface anticorrosion methods. Theadvantages and disadvantages of these methods were analyzed. The future developments of the surface protection technology for Mg-Li alloy were also prospected. This paper proposed that anticorrosion and practicability of coatings for Mg-Li alloys could improve by composite，functionalization and self-healing.

Mg-Li alloy；corrosion；surface；anodic oxidation；electroless plating；chemical conversion coatings；coatings

TB31

：A

：1000-6613（2017）09-3373-07

10.16085/j.issn.1000-6613.2017-0198

2017-02-13；修改稿日期：2017-04-08。

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（51574097）。

高曉輝（1972—），女，副教授，從事金屬的腐蝕與防護(hù)方面的研究。聯(lián)系人：景曉燕，教授。E-mail：jingxiaoyan@hrbeu.edu.cn。