【正文】 。光學金相顯微鏡不僅可以鑒別和分析各種金屬、合金材料、非金屬物質的組織結構及集成電路、微顆粒、線材、纖維、表面噴涂等的一些表面狀況，還可以更廣泛地應用于電子、化工和儀器儀表行業(yè)觀察不透明的物質和透明的物質。 BTSPS硅烷膜層的形貌表征本論文采用光學金相顯微鏡（）和掃描電子顯微鏡（）對膜層形貌進行觀察分析。將試樣放在堿液（堿液配方：NaOH 10～20g/L；Na2CO3 40～50g/L；Na3PO4 20～30g/L，溫度：70℃～90℃）中除油10min，三次去離子水洗、吹干待用。由圖可見，BTSPS硅烷出現(xiàn)最大水解的時間大概在10小時左右。之后，可按每4～5小時測一次。為了解BTSPS硅烷的水解情況，試驗中使用電導率儀對溶液的電導率進行測試。使用冰醋酸（氨水）～，然后向溶液中滴加5mlBTSPS硅烷（邊攪拌邊滴加），并在20分鐘內滴加完畢。 主要實驗儀器及設備儀器設備名稱規(guī)格及型號作用電化學綜合測試系統(tǒng)LK98C電化學測量電位、極化曲線、交流阻抗等掃描電子顯微鏡S3700N觀察分析試樣表面形貌及化學成分金相顯微鏡GX71觀察試樣表面形貌磁力攪拌機GL3250C機械攪拌溶液實驗室PH計FE20測量溶液PH值電導率儀SG7測量溶液的電導率鹽霧腐蝕試驗箱FQY025對試樣進行鹽霧實驗電熱鼓風干燥箱CSIOI2型干燥試樣 BTSPS 硅烷溶液的配制雙[γ(三乙氧基硅)丙基]四硫化物（BTSPS）硅烷溶液配制的具體過程如下：溶液配比為： 乙醇：去離子水：BTSPS=90:5:5（體積比），總體積100ml。 本論文所采用的主要化學藥品和試劑。4）采用電化學工作站及室內加速試驗方法進行BTSPS硅烷膜層的耐蝕性測試。2） 選擇合適的BTSPS硅烷溶液體系及硅烷化處理工藝進行鎂合金表面處理。并借助掃描電鏡、電化學交流阻抗譜和動電位極化等手段對膜層的結構和性能進行物理和電化學表征，對膜層的耐蝕性能進行評價。 近年來，隨著人們對硅烷化處理研究的不斷深入，以基本了解有機硅烷在金屬表面上的作用機理，但是針對BTSPS在鎂合金上的防腐研究并不完善。 近年來，硅烷化技術雖然已取得很大的發(fā)展，但仍不能滿足要求。硅烷膜緊緊吸附于鎂合金表面，起到了阻擋層的作用，極大地改善了AZ31B鎂合金的耐蝕性。Zucchi F等[24]將WE43鎂合金浸漬于稀釋的硅醇溶液中，在100℃下固化1 h，得到了具有長碳鏈的硅烷保護膜，膜層與基體結合牢固。有學者[21]發(fā)現(xiàn)：在鋁合金和鋼等金屬涂裝前進行硅烷處理，在其表面形成硅烷膜，可以提高金屬與有機涂層的結合力，改善金屬的耐蝕性[22]。無官能團硅烷單純防護性能好，缺點就是對外涂層的附著力較差，不如帶有官能團的硅烷，為了彌補這一缺陷，研究者們結合以上兩類硅烷的優(yōu)點，開發(fā)出了兩步法成膜工藝[20]( Two Step)，得到了雙層膜，該膜層既有很好的耐蝕性,又與有機涂層有較好的結合力。其次應該增加膜層的厚度或改變膜層的組成結構，以提高膜層的抗水解性能，如當前的膜層一般厚度在200nm ~300nm左右，如果能提高膜層厚度至5μm或更厚至10 μm以上，則抗水解性能將得到大大增強；最后提高硅烷分子的聚合度也是提高膜層抗水解性能的途徑之一，一般在實驗中制備的硅烷膜層由于分子沉積的無序性、烘烤條件等因素，并不能形成理想的網(wǎng)狀結構，而是各部分交聯(lián)程度不一，厚度不一、致密性不一的復雜結構，如果能引導硅烷分子有序沉積，充分交聯(lián)，則膜層的抗水解性能也能得到很大提高。這是因為硅氧鍵–Si–O–Si–是不穩(wěn)定的，能夠逐漸重新水解為硅醇–Si–OH，而羥基是親水基團，隨著浸泡時間的變長，水解的持續(xù)，所生成的羥基越來越多，導致水和電解質滲入金屬界面，最終致使硅烷膜層的防腐蝕功能喪失。該膜層具有相當?shù)氖杷芰?，能夠在水或電解質溶液中連續(xù)浸泡數(shù)周。當經(jīng)過硅烷化處理的電極浸泡在電解質溶液中時，硅烷膜能起到阻擋層的作用，降低電解質、水、氧分子向金屬界面區(qū)域滲透。[20]硅烷的防腐蝕機理簡單，在很多研究者的試驗中均證明不帶有特征官能團的硅烷無論在固相或液相中不具有電化學活性，既不能被氧化，也不能被還原。 a b 金屬表面上硅烷成膜過程的示意圖。但是該理論機理過于簡單，是—種理想狀態(tài)下的情況，實際上硅烷在金屬表面的沉積要更復雜，并不是單分子層，具有一定的厚度，在實驗中一般可以制備超過50 nm的膜層[18]，即其厚度遠大于單分子層。該理論認為首先與硅相連的–Si–O–R基水解成–Si–OH，其次–Si–OH之間脫水縮合成低聚硅氧烷–Si–O–Si–，再次低聚物中的Si–OH與基材表面上的–OH形成氫鍵，最后在加熱固化過程中伴隨脫水反應硅醇與基材形成共價鍵–Si–O–Me。硅烷水解： （）硅醇在金屬表面反應： （）硅醇在金屬表面交聯(lián)形成具有空間網(wǎng)狀結構的保護膜：（） 金屬硅烷化處理原理簡單，操作方便，然而目前人們對硅烷在金屬表面的成膜機理還不是非常清楚，因此研究者們有很多假設，其中化學鍵理論、物理吸附理論和氫鍵形成理論影響最廣。硅烷處理過程所依據(jù)的基本原理[1516]就是硅烷和金屬氧化物的反應以及硅烷自身的縮聚反應。傳統(tǒng)的金屬表面防護技術，如鉻酸鹽鈍化、磷酸鹽轉化膜等毒性較高，對環(huán)境不友好。近年來，環(huán)氧類、聚酯類、環(huán)氧一聚酯類粉末涂層也已經(jīng)在鎂合金上取得了很好的效果[14]。但是，有機涂層的缺點也十分明顯，即涂層與基體的結合力不好，容易剝落，耐磨性差，也不耐高溫。由于水分和空氣會導致涂層中孔隙的形成，因此，在進行有機涂層處理前，必須對金屬表面進行徹底的除水和除氣處理。清洗之后一般還應進行浸蝕和其它化學處理，如轉化膜、陽極氧化處理等。在進行有機涂層處理前必須保證鎂合金表面干凈、無污染，且沒有氧化物存在，因此有必要對鎂合金進行必要的清洗和預處理。激光處理對鎂合金基體的熱影響小，操作簡單，可以實現(xiàn)自動化，也成為目前鎂合金表面處理方法中重要的方向之一。但是想通過電鍍工藝在鎂合金表面獲得一層良好的金屬涂層卻非常難，因為：①鎂合金的化學性質十分活潑，鎂合金表面會迅速形成一層疏松多孔的氧化物膜層，阻礙了沉積的金屬與鎂合金基底間形成結合力良好的金屬一金屬鍵；②鎂在溶液中與其它金屬離子間發(fā)生十分強烈的置換反應，而置換反應生成的膜層卻疏松且無結合力；③鎂合金表面的第二相（如稀土相、晶間化合物等）與鎂基體相有著不同的電化學特性，可能導致沉積不均勻；④鎂合金鑄件基底表面的孔隙和夾雜物可能導致膜層孔隙率增加；⑤由于金屬涂層的電極電位遠大于鎂合金基體的電極電位，因此金屬涂層必須確保致密完整無孔隙，否則任何一處通孔都會由于大的腐蝕電流而產(chǎn)生嚴重的電化學腐蝕。故鎂合金化學鍍鎳的鍍液使用壽命非常短，使得化學鍍鎳的成本增高[13]。當鍍液中的鎳離子濃度降低時，必須對鍍液補充鎳離子，此時只能添加用氫氟酸溶解的堿式碳酸鎳溶液，這會使得化學鍍液中的氟離子濃度越來越高，使得鍍液的 pH 值降低。目前研究比較多的是在鎂合金表面進行化學鍍鎳處理。（4）金屬鍍層金屬涂層的最大特點是能極大的改善和提高鎂合金表面的耐腐蝕性和耐磨損性能，并可以改善鎂合金表面的可焊性和電導率，同時還可以增強表面裝飾效果。氣相沉積多為金屬涂層，也有非金屬性涂層，如：熱噴涂高分子涂層和碳沉積涂層。通過高溫、等離子體、激光束、電弧等能量形式產(chǎn)生氣體原子、分子等在鎂合金表面沉積成固態(tài)薄膜，這層膜結合力比較差并且不均勻。盡管如此，微弧氧化技術工藝仍然是鎂合金表面處理的重點方向之一。這些孔隙很容易在酸性或有氯離子存在的腐蝕介質條件下發(fā)生孔蝕，從而降低膜層的防護性能。但是，陽極氧化獲得的膜層孔隙率較大，使得進一步提高膜層的防護性能很困難。通過等離子微弧陽極氧化所形成的氧化膜厚度可達 ～30μm，且厚度隨處理的電流密度和處理時間的增加而增厚。等離子微弧陽極氧化使用比傳統(tǒng)陽極氧化更高的電壓，以高于沉積氧化物的擊穿電壓(一般高于100V)進行氧化處理，而反應溫度則比傳統(tǒng)的陽極氧化的低。陽極氧化技術的陰極一般為反應槽體或不銹鋼板。（2）陽極氧化及微弧氧化[13]陽極氧化技術同化學轉化膜一樣也是一種應用廣泛的傳統(tǒng)表面處理技術。但是無鉻轉化膜存在膜層不夠致密，膜層較薄，保護性能差，膜層的自我修復能力差等缺點。但是，在化學轉化膜處理中，環(huán)保問題較為突出，主要是在化學轉化過程中引入了對環(huán)境污染很嚴重的Cr6+離子。通過化學轉化膜處理，可以在鎂合金鍍件表面形成一層由金屬氧化物和金屬鹽構成的保護膜。（1）化學轉化膜化學轉化膜技術主要是指將鎂合金鍍件置于化學溶液中，利用鍍件本身與化學處理液之間的化學反應，在鍍件表面生成一層保護性膜層的一類表面處理技術。近年來，隨著各種加強鎂合金耐腐蝕性的先進生產(chǎn)工藝、表面處理新工藝等不斷出現(xiàn)，鎂合金的腐蝕與防護技術的研究向前邁了一大步。由于鎂合金耐腐蝕性能較差，從而嚴重的制約了鎂合金在工業(yè)生產(chǎn)中的應用和發(fā)展