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硅烷化处理技术是一种新型的表面处理工艺,该工艺具有绿色环保、无毒无害、工艺简单、生产成本低廉等优点,但传统的单一硅烷膜仍存在气孔以及微裂纹等表面缺陷,影响了硅烷膜的耐腐蚀防护能力。氧化石墨烯（GO）具有致密的二维平面结构和纳米级厚度,拥有优异的热学和化学稳定性,可以作为扩散屏障应用于金属表面,本文通过添加氧化石墨烯对单一硅烷膜进行改性,并对混杂硅烷膜的制备工艺、膜层结构、耐腐蚀性能及机理进行探究,其主要研究结果如下:1.本文选取双-[γ-（三乙氧基硅）丙基]-四硫化物（BTESPT）硅烷作为处理主剂,在40Cr钢基体上制备混杂硅烷膜。对氧化石墨烯进行扫描电子显微镜（SEM）以及红外光谱（FTIR）表征,发现氧化石墨烯呈现褶皱堆叠状态,其特征峰明显且氧化程度高。通过单因素实验确定氧化石墨烯的添加范围。选取各参数水平,通过两步正交实验,得到混杂硅烷膜的最佳制备工艺。通过电导率测量仪对硅烷溶液进行电导率检测,发现由于溶液粘度的变化,电导率呈现先增大后减小最后趋于平衡的趋势,对水解后的硅烷溶液进行红外光谱分析,结果表明硅烷溶液水解后Si-O-Si和Si-OH的峰值得到了提高,溶液中发生了缩合和水解反应。2.利用SEM观察单一硅烷膜和混杂硅烷膜的形貌,发现单一硅烷膜光滑平整,但仍存在一些缺陷,而混杂硅烷膜表面则分布许多细小的氧化石墨烯片层。利用接触角实验对硅烷进行表征,发现混杂硅烷膜的接触角大于单一硅烷膜,具有更好的疏水性。通过FTIR对两种硅烷膜进行表征,发现氧化石墨烯的加入促进了硅烷膜的形成并生成了新的Si-O-C键。利用X射线光电子能谱（XPS）分析混杂硅烷膜表面元素组成和型态,证明了基体表面BTESPT硅烷膜的形成,并发现膜层中存在未水解的-O-C2H5和未缩合的Si-OH,而膜层中C=O键的存在证明了混杂硅烷膜中填充了氧化石墨烯。3.通过硫酸铜滴定实验以及盐水浸泡实验发现混杂硅烷的耐腐蚀能力优于单一硅烷膜。通过干态与湿态结合力测试,发现由最佳工艺制备的单一硅烷膜与混硅烷膜均具有良好的结合力。在酸碱浸泡实验中发现两种硅烷膜耐碱性腐蚀能力强,耐酸性腐蚀能力弱,而混杂硅烷膜耐酸性腐蚀能力略强于单一硅烷膜。本文还通过极化曲线以及电化学阻抗谱对单一硅烷膜和混杂硅烷膜进行电化学性能测试,发现混杂硅烷膜相比于单一硅烷膜具有更低的电流密度以及更高的阻抗值,膜层致密性和疏水性更好,拥有更好的防护效果。通过对混杂硅烷膜进行了腐蚀耐久性分析,发现在盐水中浸泡两天的试样仍具有较好的防护效果。4.根据实验结果以及硅烷的成膜机构建了混杂硅烷膜的膜层结构,在混杂硅烷膜中,一部分氧化石墨烯粒子以物理填充的方式分散在硅烷膜层中,另外一部分氧化石墨烯粒子上的-OH与硅醇Si-OH发生缩合反应,通过化学键结合在一起,从而建立了混杂硅烷膜的耐腐蚀屏障,提高了硅烷膜的耐腐蚀防护能力。