金属在工业生产领域和人们的日常生活中起着重要作用，然而腐蚀现象出现极大限制了金属的应用范围。化学转化膜的作用如同双面胶，将金属基底与外涂层紧密连接，同时可以保护金属在储存和喷漆之前不被腐蚀。一方面可以防止底层金属不被腐蚀介质侵蚀，另一方面，可以与外层漆膜牢固结合，增加漆膜与金属之间的附着力，防止漆膜破损时腐蚀介质侵蚀基底或通过缝隙时腐蚀蔓延，从而延长工件的使用寿命。传统的表面处理包括铬酸盐钝化法和磷酸盐转化法，然而研究发现六价铬离子有致癌作用，严重危害人体健康，磷酸盐转化处理时，含有大量磷元素的废液排放后容易污染水体，造成富营养化，给周围的生态环境造成极大破坏。金属离子的空轨道可以与O、N、P等原子中的孤电子对之间发生络合，利用二者之间的反应在基底表面形成结构致密的化学转化膜来提升其抗腐蚀性能。有机硅中的环氧改性有机硅树脂和硅烷偶联剂，水解后产生大量Si-OH，这为后续反应发生提供活性位点，同时有机端含有独特的官能团能够与外层有机漆膜紧密结合，提高金属漆膜附着力。本文首先合成了PV复合材料，并将其与锌离子进行络合，制备得到PVZ复合膜，全面探究了所制备PVZ转化膜与PA、VTEO、PA-Zn、VTEO-Zn等转化膜对冷轧钢基底的保护效率，并探究了处理时间对PVZ膜的微观形貌以及漆膜附着力的影响，进一步分析了成膜机理。然后，将水解后的环氧改性有机硅树脂与镁离子进行络合，采用溶液自组装的方法，在铝合金表面制备耐腐蚀附着力强的化学转化膜，并探究添加剂用量对转化膜性能影响，初步推测了成膜机理。
　　本文的实验内容和研究结果如下:
　　(1)冷轧钢表面耐腐蚀、高附着力PVZ转化膜的制备及其性能研究
　　通过乙烯基三乙氧基硅烷(VTEO)水解后的Si-OH和植酸(PA)中的P-OH之间发生缩合反应，制备得到PV复合材料，再加入锌离子与PV复合材料之间进行络合，采用溶液自组装的方法在冷轧钢表面生成一层致密的化学转化膜。进一步研究发现，VTEO与PA之间以Si-O-P键结合，在处理液中反应45分钟得到的复合膜的最大保护效率达到99％。XPS表明，锌离子通过形成磷酸锌和ZnO参与成膜，PV复合材料可形成Fe-O-P而吸附在基底表面。处理15分钟得到的转化膜在中性盐雾实验、划百格实验、冲击试验中性能优异，漆膜附着力最佳。这可能与转化膜厚度和表面状况有关，过厚会导致体系不稳定，过薄会造成膜层覆盖度较小，有效物质含量较低，均会影响转化膜的附着力性能，同时粗糙的表面可以增加漆膜与转化膜之间的结合位点，使漆膜附着力大大增加。
　　(2)铝合金表面耐腐蚀性强、附着力高的有机-无机自组装化学转化膜的制备及其性能研究
　　将环氧改性有机硅树脂水解后与镁离子络合，通过溶液浸泡的方式在AA5052合金表面得到致密均一的化学转化膜。电化学测试表明，用金属-有机硅树脂处理液处理后，耐腐蚀性能顺序依次为:(处理液中硅树脂的浓度)9mL/L＞12mL/L＞6mL/L＞3mL/L＞AA5052。浓度在9mL/L时，转化膜腐蚀抑制性能最佳，并用硫酸铜加速实验进一步证实。9mL/L和12mL/L时，样品在盐水水煮实验中转化膜展现出了优异的漆膜附着性能。湿热实验表明，转化膜可以提升基底的耐湿热性能。SEM观察发现浓度为9mL/L时，膜层表面形貌粗糙，比表面积增大，这可能会使薄膜与漆膜之间的结合位点数量增多，从而增大其漆膜附着力。所使用的处理液澄清透明，无磷无铬，成膜过程简单快速，适合大规模的生产应用。