随着科学技术的飞速发展,机械镀锌防护层已广泛应用于汽车、船舶、航空航天和高铁制造业的高强度钢铁紧固件,因镀层无氢脆、工艺过程环境友好等而倍受关注。石墨烯是由单层碳原子紧密排列成蜂窝状结构材料,独特的二维片状结构和超大的比表面积使其成为一种具有优良强度、导电和导热性能。本论文主要采用了机械镀的方法,施镀过程添加墨烯分散液,制备了锌-石墨烯复合镀层,采用场发射扫描电镜（FESEM）（配有能谱）、拉曼光谱（RS）、X射线衍射仪分析研究了复合镀层的组织结构及石墨烯沉积机理,采用交流阻抗谱、极化曲线、盐雾试验等研究了不同石墨烯添加量、十二烷基硫酸钠（SDS）添加量对镀层形貌和性能的影响,结果表明:（1）对比分析SDS、十二烷基苯磺酸钠（SDBS）分散剂可以发现,SDS可以很好的将石墨烯分散机械镀镀液中,使石墨烯薄片在镀液中不易发生团聚。锌-石墨烯复合镀层制备工艺中先建立基层,分次加入石墨烯分散液能获得较好的复合镀层。（2）复合镀层基层建立阶段发生化学反应Fe+H⁺=Fe²⁺+H₂、Zn+H⁺=Zn²⁺+H₂、Zn+Sn²⁺=Zn²⁺+Sn和Fe+Sn²⁺=Fe²⁺+Sn,在基体表面沉积Zn-Sn复合镀层。加入Sn SO₄后锡离子起到诱导作用,促进锌颗粒团聚、吸附沉积在基体表面。镀层增厚阶段发生Zn+Fe²⁺=Zn²⁺+Fe、Zn+M²⁺=M²⁺+Fe化学反应连续在基体表面沉积锌粉,增大镀层厚度,M作为先导金属起到诱导作用。石墨烯薄片在增厚阶段以吸附复合镀层表面和吸附锌颗粒表面共沉积在复合镀层中。（3）对机械镀锌-石墨烯复合镀层的表面、截面和断口的显微组织分析,机械镀复合镀层中的纳米级石墨烯薄片主要以夹杂在藻团状锌粉团内共沉积、玻璃珠冲击作用下镶嵌在复合镀层中、吸附在锌颗粒表面共沉积三种方式掺杂在复合镀层中。（4）镀液石墨烯含量0.2 g/L的时候,复合镀层拥有良好的形貌和优异的性能,显微硬度值较高为54.5 HV,且硬度分布均匀,复合镀层试样腐蚀电位比纯锌镀层均稍微负移,但腐蚀电流密度减少了351μA/cm²。石墨烯薄片优异的导电性在镀层中起到电搭桥作用,促进锌粉颗粒牺牲阳极生成稳定钝化膜,相比于纯锌镀层钝化区间增大了490 m V,有效阻隔腐蚀性介质的扩散与侵蚀,抑制复合镀层的点蚀行为。石墨烯具有优异的物理屏障效应,填充镀层孔隙,有效阻挡腐蚀介质的渗入,R_coat电阻增大了5倍;耐盐雾试验出现白锈时间比纯锌镀层延长了12 h,500 h后纯锌镀层出现大面积红绣,而复合镀层未出现红绣。（5）镀液中SDS添加量为0.2 g时,复合镀层的综合性能最佳,石墨烯薄片吸附的SDS达到饱和,烷基链与石墨烯薄片平行吸附变为垂直吸附,石墨烯薄片之间斥力达到最大,在沉积环境中分散性最好,使复合镀层孔隙最小,表面较平整及致密,复合镀层的硬度和耐腐蚀性能最佳,而过少和过多的SDS添加量,会导致石墨烯分散效果低和降低复合镀层的厚度,复合镀层内部缺陷增多,降低复合镀层的强度和耐腐蚀性能。