钢铁材料在大气、土壤和海洋等环境中容易被腐蚀,目前钢铁的主要防护措施有表面改性、电化学保护等。水滑石类化合物（LDHs）是一种具有层状结构的金属复合氢氧化物,LDHs特有的层间阴离子可交换性可应用于金属的防护,是一种应用前景广泛的新型材料。本文利用了碳钢表面原位生长的水滑石薄膜对基体起到保护作用,显著减缓了基体的腐蚀速度,增强了基体的抗腐蚀能力。本文首先对Q235钢进行表面渗铝处理,在Q235钢表面获得了一层富铝的渗铝层。继而利用水热合成法和离子交换法在Q235钢表面原位生长了钼酸根离子插层的锌铝二元水滑石薄膜,该薄膜表面形貌均匀且致密,水滑石晶体呈现完整的层片状结构且垂直于基体生长,经电化学测试,样品的的腐蚀电流密度减小至0.388μA·cm^-2,极化电阻值为7.66×10⁴Ω?cm²,样品的耐蚀性能显著提高。本文在粉末渗铝工艺中添加氧化铈以优化渗铝层的力学性能和耐蚀性能,再利用水热法和离子交换法制备出钼酸根离子插层的锌铝水滑石薄膜。该工艺下制备的渗铝钢的耐蚀性能略有提升,但进一步合成锌铝水滑石薄膜的耐蚀性能较渗铝工艺中未添加氧化铈制备的锌铝水滑石薄膜的耐蚀性能没有明显增大。为了进一步提高水滑石薄膜的抗腐蚀能力,在水热合成过程中添加了稀土元素铈作为水滑石层板的组成元素,再经离子交换反应在渗铝Q235钢表面原位生长钼酸根离子和月桂酸根离子插层的锌铝铈三元水滑石薄膜。两种薄膜均匀致密且具有层片状结构,经电化学测试得到两者的腐蚀电流密度分别为0.230μA·cm^-2和0.107μA·cm^-2,极化电阻值分别为8.69×10⁴Ω?cm²和1.63×10⁵Ω?cm²,两种薄膜都能够提供较强的抗腐蚀能力。其中,月桂酸根离子插层的锌铝铈水滑石薄膜获得了较好的疏水性能,其与水的接触角达到了144.1°。水滑石薄膜对碳钢的耐蚀作用,首先是水滑石薄膜原位生长在Q235钢基体表面后可以有效地将基体与溶液中的腐蚀性介质隔绝。其次水滑石层板中的锌离子和铈离子能够释放到溶液中,与氢氧根离子结合形成相应的氢氧化物沉淀并附着在基体表面。第三是水滑石层间的钼酸根离子和月桂酸根离子可以捕获溶液中的氯离子后释放到溶液中,在水滑石薄膜的缺陷处与基体结合形成一层钝化膜提供保护作用。