当硅烷成膜于金属表面之后，由于硅烷溶液中的SiOH基团与金属表面的MeOH基团产生凝聚，因此在界面上形成胶黏力很强的Si─O─Me共价键。该键与Si─O─Si键一起，在界面区域形成一种新的结构，或称“界面层”。图2以金属铝为例，显示了硅烷处理后的金属表面结构。由图2可以看出，该界面层主要包括Al─O─Si键和Si─O─Si键，其化学成分类似于（Al2O3）x·（xSiO2）y。研究表明，该界面层的形成为金属表面获得良好的保护奠定了重要基础。
值得注意的是，界面上的Si─O─Al共价键虽然使硅烷与金属表面牢固地黏合在一起，但该键本身的水稳定性并不好。当大量的水侵入时，Si─O─Al共价键会水解，重新形成Si─OH和Al─OH基团。很显然，当界面上大量的Si─O─Al共价键水解后，界面的黏合力会大大降低，从而导致硅烷膜从金属表面剥落并进一步失去其防腐性能。因此，硅烷膜的抗水性是防止Si─O─Al共价键水解，保持界面良好黏合强度的关键。研究表明，以下2种方法可以有效提高硅烷膜的抗水性：一是使Si─OH基团充分凝聚，形成抗水性好的Si─O─Si三维网状结构；二是采用带有疏水基团的硅烷。随着硅烷膜抗水性的提高，膜内的水量被大大降低，由此防止了Si─O─Al共价键的水解，保持了界面良好的黏合强度，并进一步保证了硅烷膜的防腐性能。