镁合金表面Co-MOF基超双疏涂层的协同抗腐蚀与抗结冰性能研究

（编辑推荐）本研究通过微弧氧化(MAO)预处理结合ZIF-67纳米片原位生长及氟硅烷化(PFOTS)修饰，在Mg-4Zn-1Mn合金表面构建了具有分级结构的超双疏涂层。该涂层展现出卓越性能：腐蚀阻抗提升4个数量级，对水/甘油/乙二醇接触角>150°，液态石蜡131°，-10℃环境下结冰延迟时间达806秒（较基底提升34倍）。其协同效应源于微纳结构（micro/nanostructure）与低表面能改性，可同时抑制腐蚀介质渗透并减少电化学活性位点。

　　

Highlight

本研究在Mg-4Zn-1Mn合金表面开发了一种基于钴金属有机框架(Co-MOF)的创新超双疏涂层系统，通过多步策略实现：微弧氧化(MAO)预处理形成多孔陶瓷层，原位生长菱形ZIF-67纳米片，最后进行氟硅烷化修饰。该涂层展现出"双抗"特性——同步抵抗海洋环境腐蚀与极地结冰问题。

Microstructure

如图2所示（注：图示描述已省略），未处理的镁基底表面平整（图2a），而PFOTS@Mg样品呈现均匀分散的纳米颗粒（图2b），高倍镜下可见海胆状结构，这是硅醇缩合形成的交联网络。MAO层特有的微米级孔隙（图2c）为ZIF-67生长提供锚定位点，最终形成的涂层呈现"微米孔洞+纳米片"分级结构（图2d），元素分析显示C、O、Co的富集。

Conclusions

(1) 该超双疏涂层通过MAO多孔层与ZIF-67纳米片构建分级结构，无界面裂纹且元素分布均匀；

(2) 电化学测试显示腐蚀电流密度降低4个数量级，阻抗模值提升至1.32×10⁶ Ω·cm²；

(3) 对高/低表面能液体均表现出优异排斥性（水接触角158°，液态石蜡131°）；

(4) -10℃环境下结冰延迟时间达806秒，较裸金属提升34倍。这种"结构-功能"协同设计为极地海洋装备用镁合金防护提供了新思路。