作为最轻的结构材料,镁合金已应用于计算机、通信、航空航天和汽车等各个行业。但因化学活性高、耐腐蚀性差,限制了其在严苛环境的使用。为解决这一问题,国内外研究人员提出多种表面改性方法,例如化学转化处理,微弧氧化处理和阳极氧化处理等。其中,层状双氢氧化物膜层（LDHs）因其独特的层状结构和层间阴离子可交换性,表现出广阔的功能性应用前景,受到越来越多得关注。选择AZ31镁合金作为基材,使用一步水热法通过调节溶液p H值的不同,分别制备了5种Mg Al-LDHs涂层。之后选择溶液p H=12.5,采用水热法和阴离子交换法在AZ31镁合金表面制得Mg Al-LDHs-NO₃、Mg Al-LDHs-WO₄和Mg Al-LDHs-Cys,利用X射线衍射（XRD）、傅里叶变换红外光谱（FT-IR）、扫描电子显微镜（SEM）、能谱仪（EDS）表征膜层组成结构及形貌。通过电化学测试分析、划痕浸泡实验等手段证明了膜层对基体的腐蚀保护作用及其自愈合能力。得到的主要结论如下:（1）在不同p H值溶液中,通过120℃、24h水热处理制得Mg Al-LDHs-NO₃膜层,电化学测试结果表明,各膜层在3.5 wt.%Na Cl溶液中均能显著提高镁合金基体的耐蚀性,且当p H=12.5时,膜层耐蚀性最佳。（2）设置溶液p H值为12.5,水热处理后获得竹叶状纳米片彼此交联而成的Mg Al-LDHs-NO₃膜层。再将其浸入离子交换溶液中,60℃恒温保存24h使得WO₄^2-和Cys阴离子嵌入Mg Al-LDHs层间,制得Mg Al-LDHs-WO₄和Mg Al-LDHs-Cys。阴离子交换后涂层微观形貌基本不变,WO₄^2-和Cys阴离子以水平取向和单层排列方式嵌入LDHs层间。（3）三种膜层的腐蚀电位E_corr从大到小依次为Mg Al-LDHs-WO₄>Mg Al-LDHs-Cys>Mg Al-LDHs-NO₃。这是由于LDHs-WO₄和LDHs-Cys不仅具有Mg Al-LDHs-NO₃能够在腐蚀介质和基体之间形成屏障的特性,并且能在腐蚀过程中释放缓蚀剂,不同程度提高了膜层耐蚀性。通过浸泡实验提出了膜层的耐腐蚀机理。（4）通过划痕浸泡实验研究三种膜层自愈合性能,结果表明,在3.5wt.%Na Cl溶液中,三种膜层均具有一定自愈合能力,自愈合能力由高到低依次为LDHs-WO₄>LDHs-Cys>LDHs-NO₃。（5）提出了膜层自愈合机理:即自愈合过程发生的反应是一个逐渐变化过程。浸泡初期,划痕处产物Mg（OH）₂和Mg²⁺与缓蚀剂阴离子形成的化合物组成难溶沉淀,过渡期缓蚀剂化合物与Mg Al-LDHs共同作用保护基体,且过渡期LDHs片层尚未形核长大。随着浸泡时间延长,划痕处被溶解再结晶沉积的Mg Al-LDHs覆盖,完成自愈合。