鎂是最輕的金屬結構材料,具有良好的導熱性、電磁屏蔽性、抗沖擊減震性及比強度高、比剛度高、無毒、可回收和易加工等特點,具有廣闊的應用前景。但是,鎂合金的電極電位遠低于零,是工業合金中最低的,且鎂的氧化膜疏松多孔,使其具有極高的化學和電化學活性,因此抗腐蝕性能差。另外,鎂合金的硬度低,耐磨性能較差。這些缺點極大地制約了鎂合金在工程領域中的應用。如何有效地提高鎂合金的耐磨抗蝕性能,成為當今鎂合金材料工業應用中亟待解決的關鍵技術難題,而鎂合金表面處理是最有希望的研發方向。

　　在鎂合金表面制備Al涂層,可以提高鎂合金的耐蝕性能,這是因為:(1)Al涂層表面容易形成一層致密堅硬的Al2O3膜,其在大氣中具有自修復性,可起到對基體材料的保護作用;提高鋁鎂合金中的Al含量,可以成倍甚至幾十倍地增加鎂合金的耐蝕性能;同時,在鎂合金表面的鋁涂層的形成過程中,涂層中Al元素會向基體鎂合金方向擴散,提高鎂合金中的Al含量,使鎂合金自身耐蝕性能得到提高;(2)Al是鎂合金中常見的合金元素,其加入不會影響鎂合金的回收利用,且Al是環境友好型材料,無污染,有利于回收;(3)Al與Mg可形成金屬間化合物,具有較好的耐蝕和耐磨性;(4)在眾多元素中,Al與Mg的化學位最接近,二者形成腐蝕原電池的破壞性最小。

　　有學者利用鋁、鎂熱膨脹系數相近(Al的熱膨脹系數為23μm/℃;Mg的熱膨脹系數為26μm/℃)的特點,采用高速電弧噴涂技術在AZ91鎂合金表面制備鋁基非晶納米晶復合涂層以實現對其表面防護的作用。結果表明,采用高速電弧噴涂技術制備的Al-Ni-Y-Co涂層中存在非晶、納米晶和晶化相,涂層組織致密,與鎂合金基體的結合強度大于25MPa,孔隙率小于2.0%,平均顯微維氏硬度值大于300HV0.1,且在質量分數為5%的NaCl水溶液中表現出優于純Al涂層的耐蝕性能。

　　但是,多項報道指出,在鎂合金表面獲得的Al涂層,往往存在孔隙率較大、結合強度不高的問題,需要采用封閉處理、熱壓處理或陽極氧化等技術來提高涂層的耐蝕性能,才可實現對鎂合金基材的表面防護。例如,采用電弧噴涂技術在AZ91鎂合金表面形成Al防護層,結果表明,未封孔的涂層試樣腐蝕比原始鎂合金還嚴重,而封孔處理后Al涂層的耐蝕性有很大提高。實驗表明,經過熱壓和陽極氧化后處理后,涂層的耐蝕性可明顯提高,其腐蝕電流密度可下降4個數量級。分析發現,處理的涂層表面形成了致密的Al2O3保護膜。