[发明专利]一种铝合金材料及其制备方法以及复合材料

说明书

本发明公开了一种铝合金材料及其制备方法以及复合材料。该铝合金材料包括形成在铝原料的表面的微米级裂隙、以及形成在所述表面以及裂隙的侧部和底部的膜孔层，所述膜孔层包括由柱状体和/或曲面体相互交叉形成的三维立体网状结构，所述三维立体网状结构形成纳米级孔隙。

技术领域

本发明涉及金属表面处理技术领域，更具体地，涉及一种铝合金材料及其制备方法以及复合材料。

背景技术

铝合金与塑料结合的复合材料广泛的应用于手机等消费电子产品中。在一些方案中，复合材料由粘接剂粘接方法制作而成。但是由于铝合金与塑料的物理性能差别很大，故由粘结法制备所得到的复合材料中的铝合金与塑料的结合强度低，接触面受力不均匀，从而导致复合材料的气密性或防水性能较差。此外，部分粘接剂具有毒性，严重危害用户的身体健康。

为了提高铝合金与塑料的结合强度，在一些方案中，采用纳米注塑一体成型的方式将铝合金和塑料结合在一起。在这种方式中，通常采用酸性溶液浸泡刻蚀铝合金表面以形成微米孔洞或者纳米孔洞。然而，由于孔洞的分布不均匀导致塑料注塑时进入孔洞深度不一，接触面的受力不均匀，铝合金和塑料的结合力不高，铝合金与塑料之间部分区域仍存在狭小的缝隙，因而影响了复合材料的抗拉强度，气体密封特性。

在其他方案中，采用阳极氧化之后浸入润孔剂或偶联剂等润孔药剂，以加强铝合金与塑料之间的结合力的做法。然而，润孔药剂组成成分较多，浓度管控复杂，时效寿命过短，更换添加过于频繁，导致铝合金与塑料之间的结合力不稳定，复合材料气密性或防水性能不稳定。此外，部分润孔剂具有毒性，严重危害操作人员的健康。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种铝合金材料的新技术方案。

根据本发明的第一方面，提供了一种铝合金材料。该材料包括形成在铝原料的表面的微米级裂隙、以及形成在所述表面以及微米级裂隙的侧部和底部的膜孔层，所述膜孔层包括由柱状体和/或曲面体相互交叉形成的三维立体网状结构，所述三维立体网状结构形成纳米级孔隙。

可选地，所述微米级裂隙的宽度为1-50μm，深度为2-50μm，长度为5-100μm。

可选地，所述膜孔层的厚度为1-5μm。

可选地，三维立体网状结构的材质为三氧化二铝。

可选地，相邻的微米级裂隙之间的距离为0-50μm，所述柱状体的直径为1-50纳米和/或所述曲面体的宽度为1-50纳米，厚度为1-50纳米。根据本发明的第二方面，提供了一种铝合金材料的制备方法。该方法包括：在腐蚀溶液中对铝原料进行电解腐蚀，以在表面形成微米级裂隙；

将电解腐蚀后的所述铝原料浸入酸性溶液中，并进行阳极氧化，以在铝合金表面及微米级裂隙的侧部和底部生成膜孔层，所述膜孔层包括由柱状体和/或曲面体相互交叉形成的三维立体网状结构，所述三维立体网状结构形成纳米级孔隙。

可选地，所述腐蚀溶液包括氯化钠溶液和第一添加剂，所述第一添加剂包括：硼酸、草酸、酒石酸、乳酸、苹果酸、氨基磺酸、硫酸铵和磷酸氢二铵中的一种或多种。

可选地，所述腐蚀溶液中氯化钠的浓度为20-280g/L，所述第一添加剂总浓度为1-20g/L，溶液温度为30-50℃，电解腐蚀的电压为5-30V，电解腐蚀的时间为10-30min。

可选地，所述酸性溶液包括磷酸和第二添加剂，所述第二添加剂包括：硼酸、草酸、酒石酸、乳酸、苹果酸、氨基磺酸、硫酸铵、磷酸氢二铵和甘油中的一种或多种。

可选地，所述酸性溶液中磷酸的浓度为20-280g/L，所述第二添加剂总浓度为1-20g/L，溶液温度为5-30℃，电解电压为5-50V，电解时间为10-30min。