铝及其合金因其优秀的机械性能和化学性能而在海洋设备制造和造船工业领域得到了广泛的应用。此外，铝合金的低密度和固有的耐腐蚀性使铝合金在海水环境中的应用具有独特的优势。然而，海水中存在的氯离子会破坏和恶化金属的钝化表面，从而限制铝涂层的使用。因此，提高铝表面耐腐蚀性的研究工作有可能显著扩大铝合金的应用范围。

近期，西南科技大学材料与化学学院微尺度储能材料研究团队在合金涂层腐蚀领域取得新进展。研究人员全面探讨了铈掺杂的Pb-Co合金疏水涂层的腐蚀抑制机制。利用一步电镀工艺，成功制备了多种比例的铈掺杂铅钴合金疏水涂层。通过调节电镀溶液中钴和铈离子的比例，可获得具有独特表面形态、润湿特性和耐腐蚀性能的涂层。值得注意的是，当电镀溶液中铈离子与钴离子的比例设定为 2:1 时，所制备的涂层具有优异的疏水性，并表现出最高的抗润湿性。电化学阻抗光谱（EIS）测量显示，涂层在低频下的阻抗模量比未涂层基底的阻抗模量高出两个数量级。此外，即使在渤海海水中浸泡十天，涂层仍能保持强大的耐腐蚀性。

对不同浸泡时间后涂层表面形态的检测表明，浸泡10天后的涂层表面存在大量的腐蚀产物。此外，加速电化学腐蚀实验表明，涂层的持久耐腐蚀性归因于这些副产品对腐蚀过程的抑制作用。稳定腐蚀副产物的产生有效地阻碍了腐蚀剂对涂层的渗透，从而阻碍了底层基材的腐蚀。本项研究还使用密度泛函理论（DFT）计算，评估了 Pb-Co、Ce₂O₃和 CeO₂对腐蚀物种（Cl^-、OH^-、O₂）的吸附能，从而进一步了解了铈改性 Pb-Co 疏水涂层的腐蚀抑制机制。这项研究的发现可为开发长效耐腐蚀疏水涂层提供一定的参考。

相关研究工作以“Corrosion resistance of cerium-doped Pb-Co alloy coatings in seawater”为题发表于Corrosion Science 西南科技大学硕士研究生金小丽为论文第一作者，戴亚堂教授、巩家旭特聘副教授为论文的通讯作者。    

文章链接：https://doi.org/10.1016/j.corsci.2023.111777

图1(a)-(c) 从不同 Ce³⁺ 和 Co²⁺ 比例的电镀溶液中获得的不同镀层的扫描电镜图像；(d) 2:1 镀层的扫描电镜图像截面图；(e)-(h) 镀层截面的相应元素分布。    

图 2(a)-(c) 不同镀层的接触角；(d)：2:1 镀层样品的光学显微照片，以及在划痕试验中测得的加载力、摩擦力和声发射信号与距离的函数关系。

图 3 (a) 基底和不同比例涂层的 OCP，(b) 基底和不同比例涂层的极化曲线，(c) 基底和不同比例涂层的奈奎斯特图，(d) 基底和不同比例涂层的 Bode 图，(e) 用于拟合 EIS 数据的等效电路，以及 (f) 不同比例涂层的 Mott-Schottky 图。

图 4 (a)-(f) 在渤海海水中浸泡不同天数后涂层的 OCP、极化曲线、奈奎斯特图、博德图、扫描电镜图像和 XRD 图样。    

图 5 (a) - (f) 使用不同阳极过电位后涂层的 OCP、极化曲线、奈奎斯特图、博德图、扫 描电镜图像和 XRD 图。