【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于金属材料，具体涉及一种铝合金材料及其制备方法和铝合金结构件。
技术介绍
1、一直以来，金属材料在人类科技的发展中扮演者至关重要的作用，不夸张地说，金属材料的应用和工艺进步直接推动了人类社会的发展。随着人类科技的发展，对金属材料的性能要求也越来越高，其中最常见的问题就是金属的腐蚀问题，直接影响了工件的使用寿命甚至会引起很多重大损失。据统计，每年都有不低于1/10的金属材料因为腐蚀问题而被迫报废。铝合金作为一种密度小、强度高、导电性能好、可塑性高的合金材料近年来受到了广泛关注和应用，铝是一种化学活性很强的金属，极易与空气中的氧发生反应，形成了一层氧化物薄膜，防止其内部金属铝的进一步氧化。然而这层氧化物薄膜无法抵抗盐雾中的氯离子渗透腐蚀，严重限制了铝合金在船舶、电子仪器、化学工业等领域的应用。
2、目前市面上广泛采用对铝合金表面进行化学处理的方式制备防腐蚀层，成本较高且具有一定的污染性，不利于工业推广。或在铝合金表面直接溅射其他合金材料，这种方法制备的耐盐腐蚀层的附着力较差且存在着应力过大导致边缘易开裂发生微缝腐蚀进而导致薄膜脱落等问题。
技术实现思路
1、本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于提出一种铝合金材料及其制备方法和铝合金结构件。本专利技术在明显提高了铝合金材料的表面致密性能和耐盐腐蚀性能的同时，还明显提高了铝合金材料的耐磨性能以及硬度，且本专利技术的保护层对铝合金基体具有良好附着力。
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3、铝合金基体；
4、保护层，所述保护层设置在所述铝合金基体的表面，所述保护层包括多层依次交替层叠设置的氧化铝层和金属m的氧化物层，所述金属m选自钛、铌、锆和钽中的至少之一；
5、其中，所述铝合金基体表面与所述氧化铝层相接触，设置在铝合金材料最外层的为所述金属m的氧化物层。
6、根据本专利技术实施例的铝合金材料，通过在氧化铝层的表面层叠延展性较好的金属m的氧化物层，使得金属m的氧化物对氧化铝层表面的微孔结构进行填充，由此明显提高了保护层的表面致密性能以及耐盐腐蚀性能。且层叠结构以氧化铝层为打底层，提高了保护层对铝合金基体的附着力；以表面致密性较好的金属m的氧化物作为最外层，提高了保护层的整体耐腐蚀效果。同时，通过氧化铝层和金属m的氧化物层依次交替层叠的结构显著提高了铝合金材料的耐磨性能以及硬度。
7、另外，根据本专利技术上述实施例的铝合金材料还可以具有如下附加的技术特征：
8、在本专利技术的一些实施例中，单层所述氧化铝层的厚度不大于50nm。
9、在本专利技术的一些实施例中，单层所述金属m的氧化物层的厚度不大于50nm。
10、在本专利技术的一些实施例中，单层所述氧化铝层的厚度与所述单层所述金属m的氧化物层的厚度的差值不大于30nm。
11、在本专利技术的一些实施例中，单层所述氧化铝层的厚度与单层所述金属m的氧化物层的厚度的比值为(3:1)～(1:3)，优选1:1。
12、在本专利技术的一些实施例中，单层所述氧化铝层的厚度为10～20nm。
13、在本专利技术的一些实施例中，单层所述金属m的氧化物层的厚度为10～20nm。
14、在本专利技术的一些实施例中，所述保护层的总厚度为350-800nm。
15、在本专利技术的一些实施例中，所述依次交替层叠设置的所述氧化铝层和所述金属m的氧化物层的总层数为20～40层。
16、在本专利技术的一些实施例中，所述铝合金材料的硬度为15～25gpa。
17、在本专利技术的再一个方面，本专利技术提出了一种制备上述铝合金材料的方法。根据本专利技术的实施例，所述方法包括：
18、采用电子束镀膜法在铝合金基体表面形成多个依次交替层叠的氧化铝层和金属m的氧化物层。
19、根据本专利技术实施例的制备上述铝合金材料的方法，通过采用电子束镀膜法在铝合金基体表面形成多个依次交替层叠的氧化铝层和金属m的氧化物层，提高了铝合金基体的边缘覆盖率和整体均匀性，进一步提高了铝合金材料整体的耐盐腐蚀性能。
20、另外，根据本专利技术上述实施例的方法还可以具有如下附加的技术特征：
21、在本专利技术的一些实施例中，所述氧化铝层的蒸镀速率为所述金属m的氧化物层的蒸镀速率为
22、在本专利技术的第三个方面，本专利技术提出一种铝合金结构件。根据本专利技术的实施例，该铝合金结构件具有以上实施例所述的铝合金材料。由此，所述铝合金结构件具有上述实施例铝合金材料的所有优点，具体地，明显提高了铝合金结构件的表面致密性能、耐盐腐蚀性能、耐磨性能以及硬度。
23、本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
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1.一种铝合金材料，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的铝合金材料，其特征在于，单层所述金属M的氧化物层的厚度不大于50nm。
3.根据权利要求2所述的铝合金材料，其特征在于，单层所述氧化铝层的厚度不大于50nm。
4.根据权利要求3所述的铝合金材料，其特征在于，单层所述氧化铝层的厚度与所述单层所述金属M的氧化物层的厚度的差值不大于30nm。
5.根据权利要求4所述的铝合金材料，其特征在于，单层所述氧化铝层的厚度与单层所述金属M的氧化物层的厚度的比值为(3:1)～(1:3)，优选1:1。
6.根据权利要求1所述的铝合金材料，其特征在于，单层所述氧化铝层的厚度为10～20nm。
7.根据权利要求6所述的铝合金材料，其特征在于，单层所述金属M的氧化物层的厚度为10～20nm。
8.根据权利要求1所述的铝合金材料，其特征在于，所述保护层的总厚度为350-800nm。
9.根据权利要求1所述的铝合金材料，其特征在于，所述依次交替层叠设置的所述氧化铝层和所述金属M的氧化物层的总层数为20
10.根据权利要求1～9任一项所述的铝合金材料，其特征在于，所述铝合金材料的硬度为15～25GPa。
11.一种制备权利要求1～10任一项所述的铝合金材料的方法，其特征在于，包括：
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述氧化铝层的蒸镀速率为所述金属M的氧化物层的蒸镀速率为
13.一种铝合金结构件，其特征在于，具有权利要求1～10任一项所述的铝合金材料。
...【技术特征摘要】
1.一种铝合金材料，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的铝合金材料，其特征在于，单层所述金属m的氧化物层的厚度不大于50nm。
3.根据权利要求2所述的铝合金材料，其特征在于，单层所述氧化铝层的厚度不大于50nm。
4.根据权利要求3所述的铝合金材料，其特征在于，单层所述氧化铝层的厚度与所述单层所述金属m的氧化物层的厚度的差值不大于30nm。
5.根据权利要求4所述的铝合金材料，其特征在于，单层所述氧化铝层的厚度与单层所述金属m的氧化物层的厚度的比值为(3:1)～(1:3)，优选1:1。
6.根据权利要求1所述的铝合金材料，其特征在于，单层所述氧化铝层的厚度为10～20nm。
7.根据权利要求6所述的铝合金材料，其特征在于...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴子杰，刘玉阳，王想威，马兰，
申请(专利权)人：比亚迪股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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