硅酸盐钝化以其低毒低成本成为热浸锌层表面无铬钝化的研究热点，前期研究表明，当硅酸钠溶液的SiO₂:Na₂O摩尔比从1.0增加到3.5，溶液中的硅酸负离子聚合度提高，所形成的锌层表面硅酸盐膜更加均匀致密，耐蚀性能提高。为进一步研究硅酸钠溶液结构与锌层表面硅酸盐转化膜的关系，本文系统研究了二氧化硅粉体尺度、硅溶胶改性以及溶液静置时间对硅酸钠溶液结构以及锌层表面成膜的影响规律。采用两种不同尺度二氧化硅粉体配制了浓度5wt.%、SiO₂:Na₂O摩尔比为3.5的硅酸钠溶液。透射红外（FT-IR）和核磁共振（NMR）对硅酸钠溶液的分析结果表明，不同尺度二氧化硅粉体配制的硅酸钠溶液中硅酸负离子的Si–O连接类型及其分布存在差异。微米二氧化硅制的硅酸钠溶液与纳米二氧化硅制的硅酸钠溶液相比，硅酸负离子的聚合度增大，Si–O–Si键增多，简单结构减少而复杂结构（由一维到二维、三维）增多。其原因是由于微米二氧化硅不含或含极少量的羟基，而纳米二氧化硅比表面大且表面含有较多羟基，纳米二氧化硅含有较多的羟基有利于二氧化硅在NaOH中的溶解，从而更易形成结构简单的硅酸负离子。对在相同的工艺条件下，由这两种不同硅酸钠溶液获得的锌层表面硅酸盐膜进行SEM和AFM观察发现，微米二氧化硅制的硅酸盐膜层的表面比纳米二氧化硅制的硅酸盐膜层的表面更均匀致密。中性盐雾实验和电化学测结果表明，微米二氧化硅制的膜层的耐蚀性更好。这是由于微米二氧化硅形成的硅酸钠溶液较纳米二氧化硅含有更多聚合度大的硅酸负离子，因此，在锌层表面硅酸钠溶液成膜时脱水缩合程度更小，膜层均匀致密、空洞少，从而耐蚀性更佳。为进一步研究溶液中硅酸负离子聚合度对锌层硅酸盐转化膜耐蚀性的影响，向低摩尔比（2.0或3.0）的硅酸钠溶液中加入硅溶胶，提高了硅酸钠溶液的摩尔比，通过核磁共振（NMR）研究发现，硅溶胶由聚合程度很大的硅酸负离子组成，硅溶胶加入到硅酸钠溶液中，提高了溶液中高聚合程度的硅酸负离子的浓度。将锌片浸入到不同的硅酸钠溶液中获得硅酸盐膜层，加硅溶胶后耐蚀性优于不加硅溶胶的溶液制的膜层。这是由于加入硅溶胶后溶液的聚合程度增高，成膜时脱水较少，膜层更加致密均匀，膜层的耐蚀性较好。但当硅溶胶加入过多，膜层的耐蚀性反而会下降，这是由于溶液的聚合程度过高，会出现较多大的胶体颗粒，当这种溶液成膜时，大的胶体颗粒之间就会留下较大的空隙，可能会形成较大的空洞，使整个膜层不致密均匀。硅酸钠溶液在密封的环境下静置试验表明，溶液中硅酸负离子的聚合程度随静置时间延长而增加，直到最后变成凝胶。中性盐雾实验和电化学测试表明，硅酸钠溶液静置不同时间后制的膜层的耐蚀性不同，随着静置时间延长膜层耐蚀性提高，但静置40天以后膜层的耐蚀性开始下降。这是因为随着溶液静置时间延长，硅酸钠溶液的聚合程度增大，生成的膜层耐蚀性也越好，但随着静置时间的进一步延长，硅酸钠溶液中逐渐出现较大的胶体，不能很好的形成均匀致密的膜层，所以耐蚀性下降。