硅烷化金属表面处理技术是一种新型的“绿色”环保表面处理技术，具有所用原材料合成简单，无污染，成本低，适用性广等特点。成为了国内外学者研究取代传统磷化处理的研究重点。然而，由于硅烷自身结构的原因，传统硅烷体系中硅醇之间易发生缩合，具有不稳定，安全性差等缺点，并且相比于传统磷化工艺性能略有不足。因此，本文中采用低醇含量水基硅烷体系在金属表面制备硅烷膜，并在该体系的基础上对硅烷膜的水解、制备工艺进行优化。选取硅烷BTMSE作为研究对象，采用单因素水平试验研究水基硅烷溶液制备过程中的pH值、乙醇/去离子水比、水解时间、硅烷浓度等因素对硅烷溶液的影响。采用正交试验，考察硅烷浓度V1、溶液pH值、V_乙醇:V_去离子水（V₂）、水解时间（t₁）对配置硅烷溶液的影响，得出硅烷水解液的最佳制备工艺条件为：υ （BTMSE）：υ （乙醇）：υ （去离子水）=5：75：20，水解时间为24小时，pH值为4。针对于纯硅烷膜在防腐性能上的不足，采用具有高耐腐性能的锆元素盐对硅烷溶液进行掺杂改性处理。采用正交试验研究硅烷-锆盐复合膜的最佳制备条件：锆盐浓度、浸渍时间、固化时间、固化温度进行考察，探讨研究表明，最佳制备工艺条件为锆盐浓度V₃=2×10-3mol/L、浸渍时间t₂=5min、固化时间t₃=30min、固化温度t’=130℃。采用EIS谱图，极化曲线以及硫酸铜点滴实验考察硅烷-锆盐复合膜的耐腐蚀性能。结果表明，硅烷-锆盐复合膜的极化腐蚀电流为纯硅烷膜的30%，极化电阻为纯硅烷膜的2倍。硅烷-锆盐复合膜的腐蚀电位为-0.438V，相比于纯硅烷膜的腐蚀电位-0.541V有较大的提升。通过SEM考察复合膜表面形态，硅烷-锆盐复合膜相比于纯硅烷膜有更好的致密性。红外谱图发现，锆盐掺杂硅烷体系在金属表面形成了以Si-O-Si键为主体的网状防护膜，并与金属离子之间存在价键。XPS分析发现，锆盐在金属表面并非物理性沉积过程，而是与硅烷，铁之间发生反应，形成Si-O-Zr键位。