一种复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术实施例公开了一种复合材料及其制备方法。本发明专利技术实施例复合材料应用于电子设备外壳，包括抗变形材料层和阳极氧化材料层，抗变形材料层和阳极氧化材料层之间通过冶金结合或固相结合，结合区厚度在0.5mm以内；抗变形材料层中的材料的屈服强度300～1500MPa，弹性模量65～300GPa；抗变形材料层中的材料包括铝合金材料，铝基复合材料，不锈钢材料，合金钢铁材料，非晶合金材料，镁合金，或镁基复合材料中至少一种。本发明专利技术实施例中复合材料由于表层的阳极氧化材料层使得复合材料能阳极氧化着色获得形成有效均一，色彩丰富的颜色，而又由于复合材料的抗变形材料层使其具有高屈服强度，高弹性模量，保证了该复合材料不易发生弯曲。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及材料
，特别涉及一种复合材料及其制备方法。
技术介绍
在消费电子产品迅速发展的今天，手机作为生活必需品几乎人手一部，而选择手机的过程当中，手机外壳的美观程度成为消费者购买手机需要考虑的因素之一，而可以做漂亮装饰性阳极氧化的5系铝合金和6系铝合金不仅有适中的强度，更重要的是可以做出消费者喜欢的均一质感的颜色，如黑色、灰色、本色、玫瑰金色等。但当前采用5系铝合金或6系铝合金制作的手机后壳仍存在以下问题，由于5系铝合金或6系铝合金弹性模量较小，屈服强度不足，导致消费者在使用过程中会发现其手机会出现弯曲现象，为了避免弯曲结果的发生，就必须要选用更高屈服强度，更高弹性模量的材料，例如高屈服强度，更高弹性模量的铝合金材料或者铝基复合材料(如铝基石墨烯复合材料、铝基碳纳米管复合材料、铝基颗粒状的复合材料等)，这些材料虽然有较好的屈服强度和弹性模量，但由于高强铝合金存在合金化程度过高以及铝基复合材料存在异质材料如石墨烯等，而使这些材料不能较好地进行阳极氧化表面处理，难以形成有效均一的颜色，从而限制其在手机等消费电子领域的应用。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种复合材料及其制备方法，本专利技术实施例中复合材料既能阳极氧化着色获得形成有效均一，色彩丰富的颜色，又具有高屈服强度，高弹性模量，不易发生弯曲。本专利技术实施例第一方面提供了一种复合材料，应用于电子设备外壳，包括抗变形材料层和阳极氧化材料层，所述抗变形材料层和所述阳极氧化材料层之间通过冶金结合或固相结合，所述结合区厚度在0.5mm以内；所述抗变形材料层中的材料包括铝合金材料、钛合金材料、铝基复合材料、不锈钢材料、合金钢铁材料、非晶合金材料、镁合金、或镁基复合材料中至少一种；其中，所述抗变形材料层中材料的屈服强度300～1500MPa，弹性模量65～300GPa；所述抗变形材料层厚度为0.2～30mm；所述阳极氧化材料层中的材料为5系铝合金、6系铝合金或纯铝，所述阳极氧化材料层中铝元素含量大于90％；所述阳极氧化材料层厚度为0.005mm～30mm。结合本专利技术实施例的第一方面，在本专利技术实施例的第一方面的第一种可能的实现方式中，在所述抗变形材料层中的材料包括铝合金材料的情况下，所述抗变形材料层中的材料还包括石墨烯、多壁碳纳米管、镀镍碳化硅中的至少一种。结合本专利技术实施例的第一方面或第一方面的第一种可能的实现方式，在本专利技术实施例的第一方面的第二种可能的实现方式中，所述复合材料还包括注塑材料层，所述注塑材料层和所述抗变形材料层之间通过冶金结合或固相结合，且所述注塑材料层和所述阳极氧化材料层分别位于所述抗变形材料层的两侧；所述注塑材料层的材料为5系铝合金、6系铝合金或纯铝，所述注塑材料层中铝元素含量大于90％；所述注塑材料层厚度为0.005～30mm。结合本专利技术实施例的第一方面，第一方面的第一种可能的实现方式或第一方面的第二种可能的实现方式，在本专利技术实施例的第一方面的第三种可能的实现方式中，所述抗变形材料的屈服强度350～600MPa，弹性模量65～210GPa。结合本专利技术实施例的第一方面，第一方面的第一种可能的实现方式或第一方面的第二种可能的实现方式，在本专利技术实施例的第一方面的第四种可能的实现方式中，所述抗变形材料的屈服强度1000～1500MPa，弹性模量180～300GPa。本专利技术实施例第二方面提供了一种电子设备的外壳，所述电子设备的外壳由如上述第一方面或第一方面中任一种可能的实施方式所述的复合材料加工得到，所述电子设备的外壳的厚度在0.21～90mm，所述变形材料层的厚度为0.005mm～30mm，所述阳极氧化材料层的厚度为0.2～30mm。本专利技术实施例第三方面提供了一种电子设备，包括上述第二方面所述的电子设备的外壳。本专利技术实施例第四方面提供了一种复合材料制备方法，包括：选取阳极氧化材料、抗变形材料，其中，所述抗变形材料的屈服强度300～1500MPa，弹性模量65～300GPa；所述抗变形材料包括铝合金材料、钛合金材料、铝基复合材料、不锈钢材料、合金钢铁材料、非晶合金材料、镁合金、或镁基复合材料中至少一种；所述阳极氧化材料为5系铝合金，6系铝合金或纯铝，所述阳极氧化材料层中铝元素含量大于90％；将所述阳极氧化材料、所述抗变形材料进行压制处理，得到双层料胚；将所述双层料胚在所述抗变形材料的热处理制度下进行热处理强化，得到双层复合材料。结合本专利技术实施例的第四方面，在本专利技术实施例的第四方面的第一种可能的实现方式中，所述热处理制度为T6热处理制度、T8热处理制度、T4热处理制度、T5热处理制度或T2热处理制度。结合本专利技术实施例的第四方面或第四方面的第一种可能的实现方式，在本专利技术实施例的第四方面的第二种可能的实现方式中，在所述抗变形材料包括铝合金材料的情况下，所述抗变形材料还包括石墨烯、多壁碳纳米管、镀镍碳化硅中的至少一种。结合本专利技术实施例的第四方面、第四方面的第一种可能的实现方式或第四方面的第二种可能的实现方式，在本专利技术实施例的第四方面的第三种可能的实现方式中，在所述阳极氧化材料和所述抗变形材料均呈粉末状的情况下；所述将所述阳极氧化材料、所述抗变形材料进行压制处理，得到双层料胚，具体包括：将所述阳极氧化材料的粉末进行压制，得到0.005～30mm的阳极氧化材料胚体；将所述抗变形材料的粉末铺在所述阳极氧化材料胚体之上并进行压制，得到0.205～60mm的双层胚体，其中，所述阳极氧化材料的粉末经压制处理后得到的阳极氧化材料层的厚度为0.005～30mm，所述抗变形材料的粉末经压制处理后得到的所述抗变形材料层的厚度为0.2～30mm；将所述双层胚体置于烧结炉中，以2℃/min～5℃/min的速率升温至0.80Tm～0.90Tm，保温15min～35min；再以9℃/min～18℃/min的升温速率升温至Tm温度，然后以9℃/min～18℃/min的速率降温至0.80Tm～0.90Tm，继续保温70min～105min，冷却后得到双层料胚。结合本专利技术实施例的第四方面、第四方面的第一种可能的实现方式或第四方面的第二种可能的实现方式，在本专利技术实施例的第四方面的第四种可能的实现方式中，在所述阳极氧化材料和所述抗变形材料均呈粉末状的情况下；所述将所述阳极氧化材料、所述抗变形材料进行压制处理，得到双层料胚，具体包括：将所述抗变形材料的粉末进行压制，得到0.005～30mm的抗变形材料胚体；将所述阳极氧化材料的粉末铺在所述抗变形材料胚体之上并进行压制，得到0.205～60mm的双层胚体，其中，所述阳极氧化材料的粉末经压制处理后得到的阳极氧化材料层的厚度为0.005～30mm，所述抗变形材料的粉末经压制处理后得到的所述抗变形材料层的厚度为0.2～30mm；将所述双层胚体置于烧结炉中，以2℃/min～5℃/min的速率升温至0.80Tm～0.90Tm，保温15min～35min；再以9℃/min～18℃/min的升温速率升温至Tm温度，然后以9℃/min～18℃/min的速率降温至0.80Tm～0.90Tm，继续保温70min～105min，冷却后得到双层料胚。结合本专利技术实施例的第四方面、第四方面的第一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种复合材料，其特征在于，应用于电子设备外壳，包括抗变形材料层和阳极氧化材料层，所述抗变形材料层和所述阳极氧化材料层之间通过冶金结合或固相结合，所述结合区厚度在0.5mm以内；所述抗变形材料层中的材料包括铝合金材料、钛合金材料、铝基复合材料、不锈钢材料、合金钢铁材料、非晶合金材料、镁合金、或镁基复合材料中至少一种；其中，所述抗变形材料层中材料的屈服强度300～1500MPa，弹性模量65～300GPa；所述抗变形材料层厚度为0.2～30mm；所述阳极氧化材料层中的材料为5系铝合金、6系铝合金或纯铝，所述阳极氧化材料层中铝元素含量大于90％；所述阳极氧化材料层厚度为0.005mm～30mm。

【技术特征摘要】
1.一种复合材料，其特征在于，应用于电子设备外壳，包括抗变形材料层和阳极氧化材料层，所述抗变形材料层和所述阳极氧化材料层之间通过冶金结合或固相结合，所述结合区厚度在0.5mm以内；所述抗变形材料层中的材料包括铝合金材料、钛合金材料、铝基复合材料、不锈钢材料、合金钢铁材料、非晶合金材料、镁合金、或镁基复合材料中至少一种；其中，所述抗变形材料层中材料的屈服强度300～1500MPa，弹性模量65～300GPa；所述抗变形材料层厚度为0.2～30mm；所述阳极氧化材料层中的材料为5系铝合金、6系铝合金或纯铝，所述阳极氧化材料层中铝元素含量大于90％；所述阳极氧化材料层厚度为0.005mm～30mm。2.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，在所述抗变形材料层中的材料包括铝合金材料的情况下，所述抗变形材料层中的材料还包括石墨烯、多壁碳纳米管、镀镍碳化硅中的至少一种。3.根据权利要求1或2所述的复合材料，其特征在于，所述复合材料还包括注塑材料层，所述注塑材料层和所述抗变形材料层之间通过冶金结合或固相结合，且所述注塑材料层和所述阳极氧化材料层分别位于所述抗变形材料层的两侧；所述注塑材料层的材料为5系铝合金、6系铝合金或纯铝，所述注塑材料层中铝元素含量大于90％；所述注塑材料层厚度为0.005～30mm。4.根据权利要求1至3任一项所述的复合材料，其特征在于，所述抗变形材料的屈服强度350～600MPa，弹性模量65～210GPa。5.根据权利要求1至3任一项所述的复合材料，其特征在于，所述抗变形材料的屈服强度1000～1500MPa，弹性模量180～300GPa。6.一种电子设备的外壳，其特征在于，所述电子设备的外壳由如权利要求1至5中任一所述的复合材料加工得到，所述电子设备的外壳的厚度在0.21～90mm，所述变形材料层的厚度为0.005mm～30mm，所述阳极氧化材料层的厚度为0.2～30mm。7.一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求6所述的电子设备的外
\t壳。8.一种复合材料制备方法，其特征在于，包括：选取阳极氧化材料、抗变形材料，其中，所述抗变形材料的屈服强度300～1500MPa，弹性模量65～300GPa；所述抗变形材料包括铝合金材料、钛合金材料、铝基复合材料、不锈钢材料、合金钢铁材料、非晶合金材料、镁合金、或镁基复合材料中至少一种；所述阳极氧化材料为5系铝合金，6系铝合金或纯铝，所述阳极氧化材料层中铝元素含量大于90％；将所述阳极氧化材料、所述抗变形材料进行压制处理，得到双层料胚；将所述双层料胚在所述抗变形材料的热处理制度下进行热处理强化，得到双层复合材料。9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述热处理制度为T6热处理制度、T8热处理制度、T4热处理制度、T5热处理制度或T2热处理制度。10.根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于，在所述抗变形材料包括铝合金材料的情况下，所述抗变形材料还包括石墨烯、多壁碳纳米管、镀镍碳化硅中的至少一种。11.根据权利要求8至10中任一项所述的方法，其特征在于，在所述阳极氧化材料和所述抗变形材料均呈粉末状的情况下；所述将所述阳极氧化材料、所述抗变形材料进行压制处理，得到双层料胚，具体包括：将所述阳极氧化材料的粉末进行压制，得到0.005～30mm的阳极氧化材料胚体；将所述抗变形材料的粉末铺在所述阳极氧化材料胚体之上并进行压制，得到0.205～60mm的双层胚体，其中，所述阳极氧化材料的粉末经压制处理后得到的阳极氧化材料层的厚度为0.005～30mm，所述抗变形材料的粉末经压制处理后得到的所述抗变形材料层的厚度为0.2～30mm；将所述双层胚体置于烧结炉中，以2℃/min～5℃/min的速率升温至0.80Tm～0.90Tm，保温15min～35min；再以9℃/min～18℃/min的升温速率升温至Tm温度，然后以9℃/min～18℃/min的速率降温至0.80Tm～0.90Tm，继续保温
\t70min～105min，冷却后得到双层料胚。12.根据权利要求8至10中任一项所述的方法，其特征在于，在所述阳极氧化材料和所述抗变形材料均呈片材状的情况下；所述将所述阳极氧化材料、所述抗变形材料进行压制处理，得到双层料胚，具体包括：将呈片材状的所述阳极氧化材料和呈片材状的所述抗变形材料通过挤压成形或轧制成形，得到双层料胚。13.根据权利要求8至10中任一项所述的方法，其特征在于，在所述阳极氧化材料和所述抗变形材料中一个呈粉末状、另一个呈片材状的情况下；所述将所述阳极氧化材料、所述抗变形材料进行压制处理，得到双层料胚，具体包括：将所述阳极氧化材料、所述抗变形材料中呈粉末状的材料压制为胚体，并经烧结冷却为料胚；将所述阳极氧化材料、所述抗变形材料中呈片材状的材料与所述料胚，通过挤压成形或轧制成形，得到双层料胚。14.一种复合材料制备方法，其特征在于，包括：选取阳极氧化材料、抗变形材料和注塑材料，其中，所述抗变形材料的屈服强...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡明，柯有和，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44