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潘波涛，李园园，王锦霞，谢宏伟
(1.中国航发沈阳黎明航空发动机有限责任公司，辽宁 沈阳 110000；
2.东北大学 a.冶金学院，b.理学院，辽宁 沈阳 110819)
在地球水、氧和酸性气体的大气环境中，金属的腐蚀不可避免[1,2]。近些年随着经济的发展，我国海洋油气田平台、能源运输管道等不锈钢、铸铁等金属材料的使用量大增，金属腐蚀的防护压力凸显[3-5]。作为金属腐蚀防护的常用涂层材料，金属铝表面能够天然地形成化学性质稳定而致密的氧化铝膜，且若有破损亦能很快修复再次形成完整的氧化铝膜，自愈性好，能很好地保护金属，防止腐蚀[6]。但这层天然氧化铝膜的存在也会导致金属铝涂层与被保护基体结合不牢固，因此金属铝防腐涂层的制备方法尤为关键。本文对铝防腐涂层制备方法的研究进展进行综述，为高性能、低成本铝涂层制备技术的开发提供借鉴。本文根据涂层铝的来源，将铝防腐涂层的制备方法分为物理法和化学法。物理法主要对热浸镀法、喷涂法和物理气相沉积法等进行论述。化学法以论述离子液体电化学法制备铝涂层为主。
1.1 热浸镀法
热浸镀法是不锈钢、铸铁板表面铝防腐涂层的常用制备手段之一，已成功应用于结构简单、大型钢制工件铝涂层的制备，大大提高了工件的耐蚀性。热浸镀法原理及铝涂层结构示意图如图1所示。热浸镀法工艺流程为：不锈钢、铸铁金属板表面预处理(除锈、脱脂、水洗、酸洗、水洗、助镀、干燥)→浸镀→冷却。将预处理后的金属板浸在高温熔融铝或铝合金浴中，液态铝与基体之间相互扩散形成铝合金，实现涂层与金属基体的连接。铝涂层致密，能有效防止金属板腐蚀。通常在铝液中加入合金元素(例如硅)还能进一步提高铝涂层的耐腐蚀性能。该方法制得的铝涂层与基体之间会形成以化学键连接的铁-铝金属间化合物过渡层，是研究的重点考察对象，对铝涂层防腐性能的影响利弊兼有。
Wang等[7]发现在钢基体上热浸镀时，纯铝层厚度随着初始渗铝温度的升高和时间的延长而减小，而涂层与钢基体间的Fe-Al金属间化合物过渡层的厚度却随着镀液温度升高和时间延长而增加，涂层到钢基体的相组成分别是顶部一层较薄的Al2O3，其次是较薄的FeAl3层，然后是一层厚的Fe2Al5，最后是钢基体，形成的合金过渡层大大提高了铝涂层的硬度。Lin等[8]在对片状石墨铸铁和球墨铸铁进行热浸铝时发现，镀铝后后者较前者更耐高温氧化。Tsaur等[9]对商用310不锈钢热浸镀铝层的耐高温氯化钠腐蚀行为进行了研究，发现氯化/氧化循环反应腐蚀过程是通过铝涂层中的空隙渗透到不锈钢基体中导致铝涂层退化的，一旦铝涂层有裂纹，涂层保护作用将失效。Wang等[10]将低碳钢在加入了硅的铝熔体中浸镀，制得了含硅的铝镀层，其显示出优秀的耐NaCl高温腐蚀性。同样，Han等[11]在低活化钢表面制得的含硅铝镀层作为热核试验反应堆氢/氚渗透屏障材料，将氢渗透速率降低了几个数量级。Abro等[12]研究含硅铝涂层的相组成时发现，碳钢在Al-1%(原子分数)Si熔池中热浸镀形成的铝涂层由含少量Si的Al表层、薄的Al3Fe层和厚的Al5Fe2合金柱状组织构成。Si在Al5Fe2合金层中的溶解阻滞了涂层/基体界面的扩散，涂层表现出良好的耐蚀性。但Chang等[13]研究低碳钢、SUS310和铁锰铝铬硅碳合金表面热浸镀制备的铝涂层耐900 ℃ NaCl热腐蚀性能时发现，低碳钢和SUS310表面形成的过渡层具有更好的自愈合能力及耐热腐蚀性能，但由于铝在铁锰铝铬硅碳合金中具有高溶解度，铝与合金基体在过渡层的相互扩散导致涂层铝迅速稀释，且有复杂的相变，在铁锰铝铬硅碳合金表面采用热浸镀法制备的铝涂层的耐蚀性则相对较差。综上，采用热浸镀法制备铝涂层，控制铝涂层与基体金属之间的过渡层的厚度及其物相组成是获得高性能铝涂层的关键。
1.2 喷涂镀铝法
1.2.1 热喷涂法
热喷涂法也是在不锈钢、铸铁金属板表面镀铝的方法之一。区别于采用热浸镀法时工件整体要浸在液态铝或铝合金熔液中，热喷涂法则是在利用热源将丝状或粉末状的铝加热到半熔融或熔融状态的同时，借助压缩空气以一定速度喷射到预处理过的基体表面沉积形成铝涂层。根据所使用的热源将该方法分为火焰喷涂、电弧喷涂、等离子喷涂等。热喷涂技术适合铝复合涂层的制备，效率高，可根据需要进行局部铝涂层制备。但该技术需要以再加工的铝或合金丝材、粉末为原料；
且由于是低冲击能量，气体滞留、熔滴收缩和快速凝固等不可避免地使热喷涂技术制备的涂层多气孔，涂层质量低。因此气孔及其控制对铝涂层防腐能力的影响是该技术的研究重点。
(1)火焰喷涂法 火焰喷涂法是将氧气和可燃性气体从各自气道高速喷出，在喷嘴处混合、燃烧以产生高温火焰而将铝材料加热到半熔化或者熔化，并以一定速度喷射到板材表面形成铝涂层的技术。根据喷涂用铝材料形态的不同，可分为丝材火焰喷涂和粉体火焰喷涂，二者的原理示意图如图2、图3所示。火焰喷涂制得的铝涂层具有较好的防腐能力，但由于火焰喷涂焰流速度低于100 m/s，该方法制得的铝涂层与基体的结合强度较低，不能承受较大的载荷。此外，火焰喷涂的铝粉末材料在飞行的同时被加热，加热时间不长，导致熔化程度不一，形成的铝涂层组织不均匀，孔隙率高。因此制备致密的铝复合涂层是火焰喷涂方法研究的重点。
Zhang等[14]在Q235钢表面进行火焰喷涂制备铝涂层，发现铝涂层使Q235钢具有较好的耐盐水[0.3%(质量分数)NaCl溶液]腐蚀性，但涂层微观可见明显的孔洞。Chaliampalias等[15]在低碳钢表面采用火焰喷涂沉积了均匀片状的铝涂层，发现高温下形成的厚铝涂层能为基体在海洋环境中提供保护，但其与基体的黏附性较低，且长时间氧化后涂层会分层，从而失去对基体的保护。为降低涂层孔隙率，提高涂层的硬度及耐磨性，Czuprynski[16]通过火焰喷涂法在建筑钢S235J0基体上制备了碳增强的铝复合涂层。Huang等[17]制备了氧化铝碎片均匀分布的致密铝-氧化铝复合涂层，氧化铝的加入显著提高了涂层的耐蚀性和耐磨性，且完整的氧化铝骨架能阻止腐蚀的进一步发展。
(2)电弧喷涂法 电弧喷涂法的工作原理如图4所示。该方法通过送丝装置将铝丝分别送入连接电源正负极的导电嘴内，当穿过导电嘴的2根铝丝接触时形成短路产生电弧，电弧热量将端部接触的丝材融化，并通过压缩空气气流将熔化的金属喷射出、雾化，雾化的颗粒以180～335 m/s的速度冲击到预先制备好的金属板表面形成铝镀层。相较于火焰喷涂，电弧喷涂采用压缩空气的方式使雾化的颗粒冲击到基体表面形成喷涂层，电弧喷涂涂层与基体的结合强度是火焰喷涂的2倍。但由于电弧引起的各种元素的氧化比较严重，涂层往往存在氧化物和气孔等缺陷，导致涂层质量下降。
Chang等[18]采用电弧喷涂法在AISI 1020钢表面制备铝涂层，涂层经阳极氧化后的耐蚀性和耐磨性明显提高。Liu等[19]研究了6061铝合金电弧喷涂封孔铝涂层的腐蚀性能，发现水热封孔后涂层的耐腐蚀性能得到改善。Han等[20]研究发现铝涂层厚度对STS 304的表面形貌几乎没有影响，但涂层厚度增加对其耐海水腐蚀性能的提高有利。Abedi等[21]利用该法制得的铝涂层能够有效提高低碳钢的防腐性能，腐蚀液是通过开孔渗透导致铝镀层加速腐蚀。Lee等[22]更进一步明确了腐蚀产物α-Al(OH)3能够堵塞涂层的孔隙，阻止腐蚀液渗透与基体反应，进而有效保护基体。此外，Fang等[23]采用电弧喷涂工艺通过添加碳纤维制备了功能性铝基涂层，该涂层不仅具有良好的抗磨效果，还保持了铝涂层良好的耐腐蚀性能。
(3)等离子喷涂法 等离子喷涂是近年来发展起来的一种工艺，相关研究文献报道较少，其工作原理如图5所示。
该方法利用等离子喷枪产生高温等离子火焰加热、熔化铝喷涂材料，熔融或半熔融状态的铝经过孔道高压压缩后和等离子体一起高速射流喷涂到板材表面形成铝涂层。常用Ar、He、N2和H2等气体电弧加热解离获得等离子体。由于等离子喷涂的射流速度高达400 m/s，故涂层与基体具有较高的结合强度，而且喷涂进行过程中等离子喷涂的射流中心温度最高可达33 000 K，铝熔化程度高，制得的涂层中的氧化物和杂质含量少，孔隙率低。但等离子喷涂设备投资、成本高，对工作气的纯度要求高，而且由于受喷枪尺寸及喷距的限制，不适用小孔径孔内表面喷涂。Jin 等[24]对比了等离子喷涂和氧乙炔火焰喷涂制备的铝涂层，发现等离子喷涂的颗粒到达基体时会完全变形和扩散，制备的铝涂层组织更致密，显微硬度和结合强度更高，耐蚀性更好。但Tsujikawa等[25]研究了等离子热喷涂纯铝涂层对Mg-Li合金板耐蚀性的影响，发现铝涂层表面仍存在较多各自独立的黑色小孔。采取措施将铝涂层轻微冷轧以封闭表面与基体之间的微通道后，涂层的耐蚀性能提高。
1.2.2 冷喷涂
冷喷涂是为避免热喷涂制备铝涂层时的氧化问题而开发的，其原理如图6所示。该方法将氮气、空气和各种混合气体压缩至3.5 MPa，通过加热线圈将压缩的气体加热至一定温度后引至收敛-发射喷嘴，此时速度急剧增加至超声速，该高速、高温工作气体将注入到喷嘴喉部的铝粉加热、加速，并使其以高速撞击到基体表面，撞击使铝粉产生严重的塑性形变，进而沉积在基体表面形成铝涂层。因金属铝颗粒在喷涂过程中的温度低于其熔点，故称为冷喷涂。喷涂过程中铝颗粒不熔化，且气体/颗粒喷射流的温度相对较低，适用于热敏基材等涂层制备。该喷涂方式的缺点是易产生孔隙，为降低该不利因素的影响，通常要在铝粉颗粒中添加微米级的硬质颗粒，有利于增加金属变形并降低涂层的孔隙率，提高涂层的耐腐蚀性能。
Yu等[26]采用冷喷涂在铝基体表面制备了Al5056/In718复合涂层，发现In718的加入降低了涂层的孔隙率；
与纯Al 5056涂层相比，该复合涂层具有较高的腐蚀电位和较低的腐蚀电流，为铝基体提供了有效保护。Wang等[27]在铝基体表面通过冷喷涂制备了Al 5056合金涂层和SiCp/Al 5056复合涂层，发现SiC颗粒的加入使涂层更加致密，增强相分布均匀，涂层的表面粗糙度和界面形貌均得到了改善，2种涂层对铝基体均起到了防腐保护作用，且SiCp/Al 5056复合镀层的耐蚀性优于Al 5056镀层。Lahiri等[28]以气相雾化Al90.05Y4.4Ni4.3Co0.9Sc0.35(%，原子分数)粉末作原料，在6061铝表面通过冷喷涂沉积了均匀致密的铝基玻璃涂层，发现与6061 Al基体相比，涂层的耐磨性提高了600%，涂层的耐蚀性是6061铝基体的5倍。此外，Zhang等[29]采用冷喷涂法在AZ91镁合金基体上制备了含碳纳米管和不含碳纳米管的铝涂层，发现碳纳米管抑制了涂层裂纹的扩展，填补了孔隙，使涂层的耐蚀性更好；
另外，碳纳米管的自润滑和增强作用显著降低了涂层的磨损率和摩擦系数。
1.3 物理气相沉积法
物理气相沉积(PVD)法是在真空条件下，将铝源(固体或液体)气化成气态分子、原子或部分电离成离子，并经过低压气体或等离子体过程，在基体材料表面沉积铝薄膜涂层的方法，主要包括磁控溅射法、真空蒸镀法等。
1.3.1 磁控溅射法
磁控溅射法是在充满氩气的惰性气氛下，通过磁控辉光放电使氩气电离成氩离子(Ar+)，氩离子经电场加速轰击到铝或铝合金制成的阴极靶材表面，铝和合金元素被溅射出来在基体表面沉积。磁控溅射原理如图7所示。磁控溅射法能够在不同的导电材质基体表面形成铝涂层，制得的涂层致密且耐蚀性好。但其要求在真空下进行，且基体必须导电，制得的铝涂层的组成、成分不易控制。
Huang等[30]采用磁控溅射在石油套管钢N80表面制备了低温渗铝涂层，发现铝涂层与基体能形成由FeAl3、Fe2Al5和Fe3Al组成的梯度铁铝化合物涂层，涂层致密、连续性好；
溅射过的石油套管钢N80的耐蚀性优于未经磁控溅射铝膜的原钢和渗铝油套管钢。Wu[31]在AZ31镁合金上制备了铝涂层和铝/钛多层涂层，发现铝涂层呈现(111)择优取向织构，并将这种织构以钛(002)面为模板进行强化从而制备出了铝/钛多层涂层，二者均提高了镁合金的耐蚀性。此外，Mraied等[32]通过磁控溅射法在硅晶片上得到了Al/Al-Mn复合涂层，增加涂层中Mn的含量可降低涂层的表面粗糙度，增强其耐点腐蚀能力。
1.3.2 真空蒸镀法
真空蒸镀法在真空条件下进行。该方法主要采用电阻加热、感应加热及电子束加热等将铝或铝合金原料加热，使铝或合金蒸发成气态沉积在基体表面上形成铝涂层。在蒸镀时为使镀层厚度均匀，被镀物体是转动的。真空蒸镀原理如图8所示。与磁控溅射方法不同，该方法对基体的导电性没有要求，制备的铝涂层致密，但其与基体的结合附着力不高。真空蒸镀法适合在易与铝发生合金化的基体表面制备铝涂层。
Liu[33]采用真空蒸镀法在AZ91D镁合金基体表面制备了铝涂层，发现随着沉积时间的延长，镁合金表面逐渐形成一层连续致密的铝膜，并呈现典型的岛状生长模式，结合强度高，且耐H3PO4腐蚀。随沉积时间的延长，镁合金的耐蚀性提高，但对涂层与基体的结合强度没有影响。随着退火温度的升高，涂层变得更加均匀，退火样品的铝的结晶度也比未退火样品的好。此外，Dobruchowska等[34]采用真空蒸镀法在AISI 4140钢基体上分别沉积了Al0.9Mn0.1，Al0.8Mn0.2，Al0.5Mn0.5，Al0.8Mn0.1Si0.1和Al0.7Mn0.2Si0.1铝合金涂层，发现沉积Al0.8Mn0.1Si0.1合金涂层的基体具有最低的腐蚀速率、最高的击穿电位，且其坑点再钝化能力较强。
尽管采用上述物理法制备铝涂层相对简单，但能耗大、成本高，仅适用于大型简单结构板材及零部件等，对基体材料也有限制。为应对小型、结构复杂和不同金属基体铝涂层的要求，开发出了利用电化学手段在导电基体上电沉积出铝涂层的方法，电化学法制备的铝涂层十分致密且耐腐蚀性好。电化学法制备铝涂层工作原理如图9所示。研究人员相继开发出了有机溶剂电镀法、无机熔盐电镀法和室温熔盐电镀法等电化学制备铝涂层方法。
2.1 有机溶剂电镀法
有机溶剂电镀法始于20世纪50年代，发展出了3个体系：(1)氯化铝+氢化铝锂+醚类及其衍生物。以三氯化铝-四氢铝锂-四氢呋喃(AlCl3-LiAlH4-THF)为代表的有机溶剂中可电沉积出纯度为99.99%的铝涂层；
(2)溴化铝+溴化氢或碱金属溴化物+烷基苯。以三溴化铝-甲苯-乙苯(AlBr3-C7H8-C8H10)为代表的有机溶剂中可电沉积出纯度为99.5%的铝涂层；
(3)有机铝化物+芳香烃。以三乙基铝-氟化钠[Al(C2H5)3-NaF]为代表的有机溶剂中可电沉积出纯度可高达99.9999%的铝涂层。张守民等[35,36]采用钕铁硼磁体在氯化铝和氢化铝锂的四氢呋喃-苯溶液及AlBr3和KBr的烷基苯溶液中进行电镀铝，结果表明，均可获得银白色、细晶致密、纯度较高、有良好结合力和防腐蚀性能的铝镀层。尽管有机溶剂电化学沉积铝涂层法能耗低，不腐蚀基体，制得的铝涂层纯度高、致密，但缺点明显：首先，3种体系均对水和氧敏感，必须在惰性气氛保护下进行。第一类有机溶剂易燃易挥发，还容易吸潮产生卤化氢类腐蚀性气体，而且氢化铝锂价格较贵；
第二类有机溶剂易吸潮形成腐蚀性卤化氢；
第三类有机溶剂中的Al(C2H5)3易自燃，对水敏感，镀液配制过程复杂。其次，体系导电性差，铝沉积速率低。目前该法已经很少被研究。
2.2 无机熔盐体系电镀法
无机熔盐体系电镀法是在熔化的含无机铝盐的卤化物熔盐电解质体系中进行的，该方法相较于有机溶剂熔盐电解质更符合环保要求，且价格低廉。熔盐电解质可分为3类：(1)氟化物熔盐体系，如LiF-NaF、NaF-KF、LiF-NaF-KF等；
(2)氯化物熔盐体系，如AlCl3-NaCl、NaCl-KCl、LiCl-KCl、LiCl-NaCl等；
(3)溴化物熔盐体系，如LiBr-KBr-CsBr-AlBr3等。相对而言，氯化物熔盐电解质更廉价，且无毒。无机熔盐体系电沉积铝涂层，涂层性能稳定、结合力好、电解质溶液可循环连续使用，设备相对比较简单且灵活性大。但操作温度通常需要在100 ℃以上，且需要在氩气或氮气等惰性气氛下进行，对环境要求高，增加了操作难度，能耗高，不易规模化。同时该方法对设备会造成一定的腐蚀，增加了设备的成本。无机熔盐体系电镀法研究的焦点在于制备的铝涂层的致密性、光洁性及附着力。Li等[37]采用175 ℃ NaCl-NaAlCl4熔盐体系研究了在玻碳电极上电沉积铝涂层的电化学过程，发现铝的沉积是通过形核/长大机制实现的，且电流密度决定了涂层形貌，在2～10 mA/cm2电流密度范围内制得的铝涂层光滑平整。Tripathy等[38]研究了LiBr-KBr-CsBr熔盐电解质中添加AlBr3对钢基体上电沉积铝涂层的影响，发现AlBr3加入量为80%(质量分数)时涂层光洁、厚实、附着力和耐腐蚀性能好。
2.3 室温熔盐体系电镀法
AlCl3能与有机溶剂反应生成由相互作用力很小的大体积有机阳离子和小体积阴离子组成的液态离子体，其在室温或接近室温温度下为液体，故称为室温离子液体或室温熔盐。与传统有机溶剂不同，离子液体全部由离子组成，无中性分子。根据阳离子的不同可分为：(1)卤化烷基咪唑类，如氯化1,2,2-甲基-3-丙基咪唑(DMPLC)、氯化1-甲基-3-乙基咪唑(MEIC)等；
(2)卤化烷基吡啶类，如氯化n-丁基吡啶(BPC)、溴化乙基吡啶(EPB)等；
(3)氯化烷芳基铵盐类，如氯化三乙基苯铵(TEPAC)、氯化二甲基乙基苄基铵、氯化三甲基苯铵(TMPAC)、氯化三甲基苄基铵(BTMAC)等。
室温熔盐体系电镀法是在上述室温离子液体中电化学制备铝涂层的方法，可在不同导电和复杂结构基体上进行。范春华等[39]按照AlCl3∶EMIC摩尔比为2∶1配制AlCl3-EMIC离子液体，在60 ℃下，研究了电流密度对金属铜表面电沉积铝涂层的附着力的影响时，发现电流密度为5～25 mA/cm2时铝镀层均匀致密且附着力好，而当电流密度超过30 mA/cm2时，镀层颗粒尺寸大且附着力差。韩文生等[40]采用同样的离子液体在NdFeB永磁材料上电沉积铝涂层，发现配制的离子液体随着AlCl3∶EMIC摩尔比的增加，镀层晶粒尺寸减小，可以获得晶粒细小的镀层，且在离子液体中添加芳香化合物乙基苯可以提高涂层的品质，使镀层的纯度、均匀性、致密性和附着力更好。Jiang等[41]采用AlCl3∶EMIC摩尔比为2∶1的AlCl3-EMIC离子液体在钨电极和铝电极上电沉积制备铝涂层，发现在-0.10～-0.40 V[vs Al(III)/Al]恒电位下沉积的涂层致密、连续、附着性好；
在10～70 mA/cm2的恒电流密度下沉积的铝涂层致密，与基体结合良好；
但当电流密度高于100 mA/cm2时涂层具有枝晶生长，且黏附性较差。Yue等[42]在AlCl3-[bmim]Cl(1-丁基-3-甲基咪唑氯化物)离子液体中，不同温度(308～328 K)下采用恒电流密度法在低碳钢上沉积了铝涂层，发现电流密度的变化一定会引起镀层形貌和组织的变化，并且镀层组织类型随温度的变化很快。在低温较大电流密度下所制备的镀层均具有较强的择优(200)晶向；
在高温较大电流密度下，择优取向消失，(111)、(220)和(311)反射相对较弱。Liu等[43]通过阳极氧化对低碳钢基体进行原位电化学腐蚀后，采用 AlCl3-[EMIm]Cl(60∶40，摩尔分数)在钢板和螺钉等复杂形状的金属表面电沉积了附着性良好的铝涂层。Huang等[44]采用AlCl3-1-乙基-3-甲基咪唑氯化铝(AlCl3-[EMIm]Cl)在TiB2/A356复合材料表面电化学沉积了铝涂层，大大提高了其耐蚀性。Jiang等[45]采用AlCl3-1-乙基-3-甲基咪唑氯化铝(EMIC)离子液体，室温下在铀基体上电沉积铝涂层，观察到Al与U在界面处发生互扩散，电流密度为20 mA/cm2时获得了均匀的铝涂层，使腐蚀电流密度降低1个数量级，显著提高了U的耐蚀性。Bardi等[46]采用AlCl3-[BMIm]离子液体，室温下在P90锂铝合金上电沉积了铝涂层；
Chang等[47,48]采用AlCl3-EMIC离子液体，室温下在镁合金上沉积了铝涂层，铝涂层均表现出了良好的耐蚀性能。史晓娟等[49]利用AlCl3-EMIC室温离子液体的高黏度及其特殊的氢键网络结构，制得Al2O3-[EMIC]Cl悬浮液。用该悬浮液通过电沉积方法成功制备了Al-Al2O3复合镀层，复合镀层的表面和断口形貌显示Al2O3颗粒在镀层中分布均匀。与纯Al镀层相比，Al2O3颗粒的复合减小了Al的颗粒尺寸，强化了Al的(200)取向。由于Al2O3颗粒的弥散强化作用，Al-Al2O3复合镀层的硬度较纯Al镀层的硬度明显提高。Higashino等[50]在AlCl3-EMIC离子液体中添加W6Cl12电沉积出了Al-W铝合金涂层，其具有较高的抗点蚀性能、较高的硬度和较低的杨氏模量。Xu等[51]在AlCl3-1-丁基-3-甲基咪唑氯离子液体中添加TiCl4，在低碳钢表面电沉积的Al-Ti合金涂层比单一Al涂层具有更高的耐蚀性，且其耐蚀性随Ti含量的增加而提高。Tetsuga等[52]在AlCl3-EMIC室温离子液体中添加(Mo6Cl8) Cl4和TiCl2，在铜基体上沉积出了致密且附着力强的Al-Mo-Ti三元铝合金涂层，发现Al-Mo-Ti三元铝合金涂层耐氯化物诱导点蚀性能明显优于相关的Al-Mo合金。Tsuda等[53]在AlCl3-EMIC室温离子液体中添加K3[W2Cl9]和MnCl2制备出了Al-W-Mn三元铝合金涂层，制得的Al-W-Mn三元合金涂层的耐氯化物诱导点蚀性能优于相关二元合金Al-W和Al-Mn。
Al作为地壳中含量丰富(质量分数达到8.3%)、具有质量轻，延展性、导电导热性好的物点，且能与多种金属元素形成以化学键连接的金属间化合物，是金属腐蚀防护涂层不可替代的材料。无论是物理法还是电化学法，制备低成本、低能耗、高性能合金化涂层或复合涂层是铝涂层制备方法研究发展的方向。
3.1 物理法制备铝涂层
物理法制备铝涂层的方法中，热浸镀法操作简单，主要适用于不锈钢、铸铁等大型板材和部件上铝涂层的制备，其发展方向是围绕满足特殊环境下的金属板材防腐和耐摩擦要求的铝合金或铝复合涂层的制备。由于铝易氧化，空气环境下形成的氧化铝膜会阻碍复合材料进入并高度分散在铝或铝合金液中。因此，热浸镀法除了要控制铝涂层与基体间过渡层的厚度及相组成外，解决好复合材料与金属铝或铝合金液的润湿及高度分散是发展的重点。与热浸镀法相似，喷涂法制备铝涂层同样也适用于大型板材和部件，喷涂法有效地解决了热浸镀法制备铝复合涂层困难的问题，并根据金属基体性质的不同开发出了不同喷涂方法，涂层具有很好的耐腐蚀和附着力。但该工艺不可避免地会产生微孔，且涂层厚、成本高，低成本制备致密的铝防腐涂层是其发展的方向。添加合适的复合材料添加剂将有利于解决铝涂层多孔问题，进而提高致密性，降低成本。冷喷涂则应进一步提高涂层与基体的结合力，提高致密性，同时降低成本。
3.2 电化学法制备铝涂层
电化学法制备铝涂层适用于各种小型、结构复杂的导电基体材料，该方法能耗低，制备的涂层致密、附着力好，且可以制备出铝合金和铝复合涂层。但电解质成本高、对水敏感，需要在惰性环境中进行操作，限制了其广泛应用。降低电解质成本，提高耐水性，制备功能化铝合金或复合涂层以提高涂层的耐摩擦、耐腐蚀性能是其发展方向，适当的电流密度、温度、离子液体组分、添加剂、温度和电压是采用电化学方法获得高质量铝、铝复合或铝合金涂层的关键。
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