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热镀锌是一种有效提高钢铁防大气腐蚀的方法。但是在潮湿的环境中,热镀锌层表面容易发生腐蚀并在表面形成白色疏松的腐蚀产物。因此有必要对热镀锌层作进一步的保护后处理。以往铬酸盐钝化是热镀锌层常用的钝化工艺,然而铬酸盐作为一种高毒性致癌物质被严格限制使用,需要研发一种无铬钝化工艺取代铬酸盐钝化。超疏水表面由于其极佳的防水性对金属的防护具有重要意义。在锌基体上将超疏水表面技术引入无铬钝化技术,制备高耐腐蚀性能的无铬超疏水膜层是无铬钝化技术研究的新方向之一。本文先采用简便无毒的溶液浸泡法在热镀锌层表面构筑出粗糙化结构,采用硬脂酸（STA）和全氟辛基三氯硅烷（PFTS）两种改性剂对锌层粗糙化表面进行低表面能改性,分析对比了两种改性剂对膜层疏水性的影响及改性机理;通过正交试验确定了膜层的最佳耐蚀疏水工艺,在锌层上成功构筑了超疏水膜层。采用了场发射扫描电子显微镜（FESEM）、X射线光电子能谱（XPS）、X射线衍射（XRD）、傅里叶红外光谱（FTIR）、3D形貌分析、差示扫描量热法（DSC）、接触角仪表征了超疏水膜层的微观形貌、组成及疏水性。采用了中性盐雾试验（NSS）、动电位极化曲线和电化学阻抗谱（EIS）表征了膜层的耐蚀性能,利用真空冷冻干燥机测试了膜层的缓凝缓冰性能。采用正交试验,研究了粗糙化溶液中ZnCl2浓度、十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）质量浓度、粗糙化时间及改性时间对制备膜层耐蚀性的影响。得到最佳工艺条件为:粗糙化溶液含0.4 mol/L ZnCl2和0.5 g/L CTAB的无水乙醇-氨水（体积比为4∶1）混合溶液,粗糙化时间4 h,STA改性时间20 min。所得膜层水接触角为156.0°,耐中性盐雾试验达3个周期。热镀锌层粗糙化4 h会在表面形成一层棱角平直、表面光滑的六方片状Zn5（OH）8Cl2·H2O（碱式氯化锌）粗糙结构。采用PFTS和STA分别对粗糙化表面进行低表面能改性研究发现:PFTS改性不同时间对粗糙化表面的微观形貌及表面粗糙度基本无影响,改性后膜层水接触角最大仅为135°;STA改性对粗糙化表面的微观形貌及表面粗糙度有明显影响。随着改性时间的延长,粗糙化表面原先的六方片状结构会逐渐发生片层厚度变薄、片层边缘圆滑化,片层弯曲化,片层表面出现细小褶皱,并最终形成表面褶皱的花瓣片状结构。同时随着STA改性时间增加,膜层表面粗糙度出现快速降低又缓慢增大的变化过程。膜层成分分析表明:STA改性后膜层主要组成硬脂酸锌和ZnO/Zn（OH）2,并存在游离的STA分子。由于所获的锌层粗糙结构是碱性氯化锌,与STA容易发生反应溶解,而重新生成硬脂酸锌沉积于镀层表面。因此,STA改性不仅给膜层提供了疏水基团,降低了膜层的表面能;还重构了锌层表面的粗糙结构,使其适于形成超疏水膜层。所获得的超疏水膜层腐蚀电化学试验结果表明,其极化电流密度为0.158μA/cm2,较未处理的热镀锌层降低了两个数量级;EIS测试的膜层初始交流阻抗达7×106Ω·cm2,比未处理锌层试样高出4个数量级,同时随着浸泡时间延长,膜层交流阻抗逐渐下降,浸泡10 h后,膜层阻抗值仍有105Ω·cm2。这表明所获超疏水膜层具有良好的耐腐蚀性能及耐蚀稳定性能。冰冻试验结果表明,所获超疏水膜层具有较好的缓冷凝、抗冰冻和耐冰冻稳定性能;耐酸碱试验结果表明,所获超疏水膜层具有良好的耐碱性能,但耐酸性能较弱。