目前,最常用的兩種金屬表面處理方法分別是鉻酸鹽的鈍化和磷酸鹽的轉化,但這兩種方法都存在嚴重的環境污染問題,鉻酸鈍化中的六價鉻離子具有較強的致癌性,嚴重危害人體健康,而磷酸鹽轉化中的廢水及廢渣對水體污染嚴重,導致水體富營養化。隨著人們對環保意識的增強,環境友好型表面處理技術逐漸受到人們的青睞,其中金屬表面硅烷化處理由于所用試劑合成簡單、對環境友好而成為新技術研究的熱點之一為了制備以硅烷為主體的鈍化膜,本論文研究了甲基三乙氧基硅烷(醇基硅烷)和γ-氨丙基三乙氧基硅烷(水基硅烷)兩種不同的金屬表面處理劑,采用化學浸涂的方式處理碳鋼基體。實驗中根據正交試驗確定了兩種硅烷溶液的最佳配方。利用電化學Tafel極化曲線對制備出的硅烷膜進行耐蝕性能的檢測,確定出了兩種硅烷膜的固化溫度和固化時間。采用硫酸銅點滴法、電化學極化曲線和鹽霧試驗對各單硅烷膜的耐蝕性能進行了評價。結果表明：在短時間內,兩種硅烷膜對碳鋼基體都有較好的保護效果,且醇基硅烷膜效果強于水基硅烷膜。但是隨著時間的延長,單硅烷膜的耐蝕性能就急劇降低,達不到長期的防護作用。利用橢圓偏振膜厚儀測得各硅烷膜的膜厚,視頻接觸角測出硅烷膜的接觸角,電鏡掃描表征了硅烷膜的表面形貌。結果表明：兩種硅烷都能在碳鋼表面形成比較完整的膜,但是膜厚較小,且膜的均勻性和致密性都較差。由試驗結果發現,單一的硅烷膜對碳鋼起不到長期的保護作用,從腐蝕的特征發現,他們具有互補的優缺點,于是將二者進行復合,使形成更加均勻致密的復合硅烷膜。復合后的γ-APS/MTES硅烷膜耐CuSO4點滴時間為126min,相對單一的硅烷膜而言時間增加了100min,復合后的METS/y-APS硅烷膜的耐蝕時間只有10min,和單一的硅烷膜時間相當,耐蝕性能沒得到改善。鹽霧試驗得到相同的試驗結果。由SEM圖發現復合膜γ-APS/MTES的平整度、均勻性和致密性都有所提高,再結合鹽霧圖以及膜厚數據推測了復合硅烷膜的成膜機理：MTES先填充在γ-APS硅烷膜中,然后在其膜的表面發生自交聯反應沉積在其表面上。基于上面復合的思想以及稀土鹽的優點,本實驗開始研究鈰鹽與硅烷的復合。通過設計正交試驗得到鈍化工藝的最佳參數：Ce(NO3)330g/L、H2O230ml/L、pH值2、固化溫度140℃、固化時間120min。硫酸銅點試驗結果顯示鈰鹽鈍化膜對碳鋼也能起到一定的保護作用,耐紅時間可達44min。經過硅烷封閉后的鈍化膜耐蝕性能更好,鈰鹽/γ-APS鈍化膜的耐蝕時間可達168min,鈰鹽/MTES鈍化膜耐紅時間更長,可長達345min。由鹽霧宏觀圖和SEM微觀圖推測了復合硅烷膜的成膜機理：硅烷首先填充在鈰鹽鈍化膜的空隙和裂紋中,然后發生自身交聯反應沉積在膜的表面。
