硅烷偶联剂处理金属表面是近年来发展起来的一种新兴表面防护工艺。本文选择了γ-(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷(KH560)，对KH560的水解和固化工艺进行了研究。并讨论了在硅烷水解液中加入一定质量百分比的金属粒子（鳞片锌粉和鳞片铝粉）和陶瓷粒子（氧化铝和二氧化硅）制备的复合硅烷涂层的组织结构和性能做了试验性的研究。通过X射线衍射仪(XRD)、差示扫描量热法(DSC)和扫描电镜(SEM)等对涂层的组织成分和结构进行分析，利用线性扫描伏安法和交流阻抗法等电化学方法以及中性盐雾试验考察了涂层在3.5％NaCl溶液中的耐蚀性能。主要工作如下:　　采用正交试验法确定了硅烷最佳水解工艺（溶液的pH值、水解温度、溶液搅拌速度）和硅烷涂层固化工艺（老化温度和老化时间）。采用对水解体系无干扰和破坏作用的电导率测定法在线检测硅烷的水解程度。通过理论分析和实验结果确定了硅烷偶联剂KH560、水解液组分及其体积比为KH560∶去离子水∶甲醇=1∶1∶0.5。中性盐雾试验结果表明:硅烷水解液在恒温40℃、溶液pH3.5、搅拌速度为800r/min下水解、190℃温度固化1小时得到的硅烷涂层具有较好的耐腐性。采用红外光谱法(FTIR)对硅烷的水解和缩合进行表征，结果表明:硅烷在最佳工艺条件下发生水解产生了硅醇，通过加热硅烷发生缩合，脱水形成共价键Si-O-Me(Me为金属)。XRD结果表明硅烷涂层主要成分为非晶二氧化硅。　　在稳定的硅烷水解液中，分别在其中加入一定质量比范围的鳞片锌粉、鳞片铝粉、氧化铝和鳞片玻璃对硅烷涂层的影响。采用电导率在线监测仪研究加入复合粒子对硅烷水解变化规律。中性盐雾实验和电化学实验表明:当鳞片锌粉的质量百分比为45％时，复合硅烷锌涂层具有最好的耐腐蚀性能，其耐中性盐雾时间明显高于其他复合硅烷涂层。采用XRD对涂层的成分进行分析，结果表明:复合硅烷锌涂层的主要物相为Zn和ZnO;复合硅烷铝涂层的主要物相为Al以及非晶态的二氧化硅;复合硅烷氧化铝涂层的主要物相为Al和氧化铝非晶态的二氧化硅;复合硅烷二氧化硅铝涂层的主要物相为晶态的氧化铝和Al及非晶态的二氧化硅。涂层中的硅烷偶联剂由于固化后形成非晶物质二氧化硅，所以可以看到涂层XRD中出现馒头峰线。利用SEM和能谱(EDS)分析涂层截面形貌及截面元素进行分析，结果表明，复合硅烷锌涂层和复合硅烷铝涂层均出现层片状平行排列的结构，但是复合硅烷锌涂层结构层次感和紧密程度较好，其出现鳞片锌粉以平行叠加的方式排列在涂层中，部分非晶二氧化硅包覆在涂层的外围形成致密的网状结构。　　讨论了在硅烷水解液中加入最佳质量百分比的金属粒子（鳞片锌粉和鳞片铝粉）制备的复合硅烷锌铝涂层的成分组织结构和性能。研究了在复合硅烷锌铝涂层中分别加入一定质量比范围的陶瓷粒子（氧化铝或二氧化硅）制备的复合硅烷锌铝耐蚀涂层的成分组织结构和性能。中性盐雾实验和电化学试验表明:复合硅烷锌铝耐蚀涂层的耐腐性明显高于复合硅烷涂层;鳞片状玻璃/硅烷锌铝复合涂层最高为1896小时。通过XRD对涂层元素和物相组成进行了分析，结果表明:涂层中主要物相为Zn、Al和ZnO，氧化铝和二氧化硅未能在其中找到对应的峰，主要是添加的量比较少，或者是因为强度小，被其他物质的峰线掩盖住了，所以在衍射图谱中未观察到。采用SEM、EDS分析涂层表面、截面形貌和截面元素分布，结果表明，涂层表面鳞片锌铝分布较均匀，涂层截面具有鳞片锌铝粉以层片状方式紧密排列的结构，极大地提高了涂层的耐腐蚀性能，其中鳞片玻璃对涂层结构表面和内部产生了极大的作用，在耐腐蚀机理中将重点介绍。　　本文分别讨论了硅烷体系涂层中硅烷涂层、复合硅烷锌涂层、玻璃/复合硅烷锌铝涂层的耐腐蚀机理。利用DSC对鳞片玻璃的玻璃化温度进行分析，结果表明鳞片玻璃在600℃发生了玻璃化转变，形成了熔融流体玻璃。通过EDS元素分布建立了复合硅烷锌涂层、玻璃/复合硅烷锌铝涂层的结构模型，讨论了涂层的耐腐蚀机理。