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由于热浸Zn-5%Al合金镀层拥有比常规热镀锌层更好的耐蚀性及可加工性能,因而具有广阔的应用前景。然而,热浸Zn-5%Al合金镀层在运输和储存时容易发生镀层腐蚀问题,需要进行钝化后处理以提高其耐蚀性。稀土Ce盐钝化绿色低毒、工艺简单、耐蚀性较好,在常规热镀锌上已有较多研究及一定的应用,但在Zn-5%Al合金镀层上研究较少,尤其是镀层中含有的少量铝对Ce盐转化膜层形成的影响尚不清楚。基于此,本论文选择Zn-5%Al合金及镀层作为研究对象,研究了Zn-5%Al合金及镀层表面经氢氟酸（HF）预处理前后稀土Ce盐转化膜生长过程及成膜机理,并进一步对镀层表面Ce盐转化膜进行了疏水改性研究。主要研究结果如下:采用浓度为1%HF的氢氟酸溶液对Zn-5%Al合金或镀层进行预处理,处理时间为20 s。HF预处理前,Zn-5%Al合金表面为具有富Zn相和富Al相交替的层片状共晶组织,组织粗大且相界明显,合金表面存在Al2O3膜。Zn-5%Al合金镀层表面由大小不同的晶粒组成,各晶粒之间的晶界明显。在晶粒之内,大多为细小的富Zn相和富Al相交替生长的层片状或棒状共晶组织,少部分可能是镀层凝固不均匀而形成的富锌相偏析组织。HF预处理后,合金表面覆盖的原始Al2O3膜会被F-离子快速侵蚀溶解,合金中的富铝相区域发生了选择性的铝溶解,形成多孔结构;富锌相区域观察不到明显的金属溶解。而镀层经HF预处理后,在晶界及相界附近区域腐蚀较为明显,表明该区域表面Al2O3膜已被溶解,并腐蚀至基体。将未经过和经过HF预处理的Zn-5%Al合金或镀层浸入到含双氧水的Ce（NO3）3钝化液中,研究不同钝化时间下合金或镀层表面稀土Ce盐转化膜的生长过程及成膜机理。研究表明:未经HF预处理的合金或镀层受其表面原始Al2O3膜的影响,Ce盐转化膜的沉积速度较慢,成膜过程不均匀。合金在成膜初期,可以观察到合金表面靠近相界处的富锌相区发生锌的溶解而出现明显腐蚀坑;而镀层表面晶界处因膜层沉积较快而凸起。随着钝化时间的延长,膜层的厚度不断增加,并出现裂纹,甚至出现局部膜层脱落。而经过HF预处理后的合金及镀层由于表面原始的Al2O3膜被去除,膜层沉积速度及生长速度快。相同钝化处理时间下,经HF预处理后合金及镀层表面形成的转化膜更厚、更均匀致密,膜层裂纹及脱落等缺陷更少。未经HF预处理的合金及镀层表面Ce盐转化膜主要由Ce（OH）4/Ce O2、Ce（OH）3/Ce2O3和Zn（OH）2/Zn O组成,而经HF预处理合金及镀层转化膜中还含有少量Zn F2。分析合金或镀层表面Ce盐转化膜的成膜机理,发现其均遵循阴极成膜机理。未经HF预处理的合金在成膜初期,由于合金表面的富Al相被原始Al2O3膜所覆盖,成膜反应是以相界等缺陷活性区的富锌相为微阳极,发生锌的溶解,因而在富锌相区内出现腐蚀坑;而相邻富锌相区内的其它非活性物质或被氧化膜覆盖的富铝相为微阴极,发生吸氧反应,因而在阴极区域局部p H值升高,使铈及锌的氢氧化物在富锌相区内沉积成膜,同时原始Al2O3膜逐渐溶解,使转化膜得以在富铝相表面沉积。由于富锌相区域膜层沉积速度快且膜层较厚,会首先产生细小裂纹,富铝相区因原有Al2O3膜的影响而较薄,膜层生长不均匀。而经过HF预处理的合金表面Ce盐转化膜在成膜初期,在合金相界及富铝相区的孔洞处以活性Al为阳极,发生铝的溶解反应,而在与之相邻的Zn及其它非活性物质区域为阴极,发生吸氧反应。此时转化膜优先沉积在富铝相区域,发生铝和铈的氢氧化物沉积成膜,生长速率快;当富铝相区域完全被膜层覆盖时,成膜反应转为以富锌相为阳极,发生锌的溶解;而相邻的非活性区为阴极,发生吸氧反应,此时主要是锌及铈的氢氧化物沉积成膜。而未经HF预处理的镀层表面Ce盐转化膜生长初期,受镀层表面原始Al2O3膜的抑制作用,Ce盐的沉积速度较慢,并优先在缺陷较多且活性较大的晶界处沉积生长;经过HF预处理的镀层表面原始的Al2O3膜被去除,晶界处和相界处均可作为阳极活性点,膜层优先在晶界和相界处沉积,沉积速度及生长速度快,成膜更均匀。合金或镀层表面Ce盐转化膜在5%Na Cl溶液中的腐蚀试验表明:随着钝化时间的延长,转化膜层的耐蚀性提高,钝化时间300 s时膜层耐蚀性最好;继续延长钝化时间,虽然膜层持续增厚,但由于膜层裂纹及局部脱落增多,膜层反而耐蚀性下降。在相同的钝化时间下,经HF预处理的合金或镀层铈盐转化膜的耐蚀性比未经HF预处理的合金或镀层表面转化膜更佳。经过HF预处理合金镀层转化膜进行硬脂酸疏水改性,膜层疏水性随Ce盐钝化时间的延长而提高,钝化1800 s的改性膜层水接触角达到164°,为超疏水膜层。这是由于一方面钝化时间越长,膜层越粗糙,易形成适于构筑超疏水的微纳粗糙结构;另一方面,硬脂酸分子的羧基会与镀层表面粗糙结构上Zn和Ce的氢氧化物等所带的羟基发生脱水缩合反应,形成具有低表面能的单分子层。由于疏水膜层在腐蚀介质中会形成一层膜内空气层,隔绝腐蚀介质对膜层的渗入,显著地提高了膜层的耐蚀性。