化膜的形成主反應(yīng)式為：2H 20-4e =02+4H+， 4A1+302=2A120 3，即鋁或鋁合金的基材表面的鋁直接與在外加電壓作用下產(chǎn)生的02結(jié)合形 成鋁的氧化物膜，該鋁的氧化物膜在其形成過程中產(chǎn)生納米孔。鋁金屬的溶解主反應(yīng)式為： Al-3e=Al 3+，即鋁或鋁合金的基材表面的鋁(優(yōu)先發(fā)生于有晶格缺陷的區(qū)域）在外加電壓的 作用下失去電子，形成鋁離子溶解于酸性溶液中，使鋁或鋁合金的基材由表面朝內(nèi)部腐蝕 而形成腐蝕孔。由于上述兩種主反應(yīng)的發(fā)生，使得既形成有多孔的氧化膜13,鋁或鋁合金基 體11本身也朝內(nèi)部腐蝕形成腐蝕孔111，且該鋁或鋁合金基體11中的腐蝕孔111與氧化膜 13中的納米孔131部分貫通。
[0030] 化學(xué)領(lǐng)域的電化學(xué)反應(yīng)往往是微觀不可見的，任何參數(shù)的微小變化均可導(dǎo)致反應(yīng) 結(jié)果的改變。本案中通過對(duì)電化學(xué)處理過程中酸性水溶液的配方及濃度、電流及時(shí)間的配 合，以控制該電化學(xué)處理過程的主反應(yīng)，使既存在多孔的氧化膜13的生長(zhǎng)，又使鋁或鋁合 金基體11表面產(chǎn)生腐蝕孔111，且鋁或鋁合金基體11中的腐蝕孔111與氧化膜13中的納 米孔131部分貫通。而隨著電化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行，氧化膜13的生長(zhǎng)增厚，鋁或鋁合金基體11 表面產(chǎn)生腐蝕孔111將漸漸被抑制甚至停止。
[0031] 請(qǐng)參閱圖5,提供一注塑成型模具20,該注塑成型模具20包括上模23及下模21， 上模23設(shè)置有若干澆口 231、及若干與所述塑件15相對(duì)應(yīng)的第一模穴233,下模21形成有 可容置負(fù)載有所述氧化膜13的鋁或鋁合金基體11的第二模穴211。將所述負(fù)載有所述氧 化膜13的鋁或鋁合金基體11置于該第二模穴211中，經(jīng)由若干澆口 231注塑塑料填充于若 干第一模穴233中形成若干塑件15,制得所述復(fù)合體100。注塑時(shí)控制模具的溫度在120~ 140°C之間。注塑所述塑件15的部分塑料嵌入到該若干納米孔131以及與納米孔131連通 的腐蝕孔111中，從而增強(qiáng)了塑件15與鋁或鋁合金基體11的結(jié)合力。
[0032] 注塑塑件 15 的塑料可為 除外）中還可添加玻璃纖維，其中PPS、PBT、PET、PCT中優(yōu)選添加玻璃纖維的質(zhì)量百分含量 為30% ;PA中優(yōu)選添加玻璃纖維的質(zhì)量百分含量為50%。
[0033] 相較于現(xiàn)有技術(shù)，所述的鋁或鋁合金與塑料的復(fù)合體100藉由電化學(xué)處理，使得 鋁或鋁合金基體11表面形成腐蝕孔111，并與氧化膜13中的納米孔131部分貫通，注塑塑 件15時(shí)可使部分塑料嵌入到氧化膜13的納米孔131中，并進(jìn)一步嵌入到鋁或鋁合金基體 11表面與納米孔131連通的腐蝕孔111中，因此，該塑件15可與氧化膜13及鋁或鋁合金基 體11之間產(chǎn)生雙重的鎖扣效應(yīng)，相較于單一的塑件與氧化膜的鎖扣效應(yīng)或單一的塑件與 基材表面孔洞的鎖扣效應(yīng)，本案塑件15與鋁或鋁合金基體11之間的結(jié)合力進(jìn)一步增強(qiáng)。
[0034] 另外，本案鋁或鋁合金基體與塑件的結(jié)合方法避免了使用有毒有害的胺類化合 物，該方法制程的時(shí)間較短，提高了效率，降低了生產(chǎn)成本。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種鋁或鋁合金與塑料的復(fù)合體，其包括鋁或鋁合金基體、形成于鋁或鋁合金基體 表面的氧化膜、及注塑結(jié)合于氧化膜表面的塑件，其特征在于：該氧化膜上形成有若干納 米孔，該鋁或鋁合金基體的表面形成有若干腐蝕孔，該氧化膜中的部分納米孔貫穿該氧化 膜并與鋁或鋁合金基體中的部分腐蝕孔貫通；該氧化膜及腐蝕孔采用電化學(xué)處理的方式形 成。2. 如權(quán)利要求1所述的鋁或鋁合金與塑料的復(fù)合體，其特征在于：該若干納米孔的平 均孔徑為10~80nm。3. 如權(quán)利要求1所述的鋁或鋁合金與塑料的復(fù)合體，其特征在于：所述部分納米孔與 所述部分腐蝕孔完全或局部貫通；所述塑件的部分塑料填充并嵌入到該若干納米孔及與納 米孔貫通的腐蝕孔中。4. 如權(quán)利要求1所述的鋁或鋁合金與塑料的復(fù)合體，其特征在于：該塑件中含有的塑 料為聚苯硫醚、聚酰胺、聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、熱塑性聚氨酯彈 性體/熱塑性聚酯彈性體、或聚碳酸酯。5. 如權(quán)利要求4所述的鋁或鋁合金與塑料的復(fù)合體，其特征在于：該塑件中還含有玻 璃纖維，其中當(dāng)塑料為聚苯硫醚、聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、或熱塑 性聚氨酯彈性體/熱塑性聚酯彈性體時(shí)，添加的玻璃纖維的質(zhì)量百分含量為30% ;當(dāng)塑料為 聚酰胺時(shí)，添加的玻璃纖維的質(zhì)量百分含量為50%。6. 如權(quán)利要求1所述的鋁或鋁合金與塑料的復(fù)合體，其特征在于：該氧化膜的厚度小 于 lMm〇7. 如權(quán)利要求1所述的鋁或鋁合金與塑料的復(fù)合體，其特征在于：該電化學(xué)處理在 酸性溶液中通電進(jìn)行，并以鋁或鋁合金的基材作為陽極，該酸性溶液中含有體積濃度為 100~250ml/L的磷酸，體積濃度為20~60ml/L的硫酸，體積濃度為1~10ml/L的草酸， 及體積濃度為〇. 5~2. 5ml/L的檸檬酸；電化學(xué)處理時(shí)所述酸性溶液的溫度為10~30°C， 使通過所述酸性溶液的電流密度為0. 5~4A/dm2,該電化學(xué)處理的時(shí)間為3~15分鐘。8. -種鋁或鋁合金與塑料的復(fù)合體的制作方法，其包括如下步驟： 提供鋁或鋁合金的基材； 對(duì)上述鋁或鋁合金的基材進(jìn)行電化學(xué)處理，使該基材最外表面形成含若干納米孔的氧 化膜也使基材朝內(nèi)部腐蝕形成若干腐蝕孔，該氧化膜中的部分納米孔貫穿該氧化膜并與部 分腐蝕孔貫通； 將所述經(jīng)電化學(xué)處理后的鋁或鋁合金的基材置于一注塑成型模具中，注塑塑件結(jié)合于 所述氧化膜的表面制得所述復(fù)合體。9. 如權(quán)利要求8所述的鋁或鋁合金與塑料的復(fù)合體的制作方法，其特征在于：該若干 納米孔的平均孔徑為10~80nm，該氧化膜的厚度小于?μπι。10. 如權(quán)利要求8所述的鋁或鋁合金與塑料的復(fù)合體的制作方法，其特征在于：所述部 分納米孔與所述部分腐蝕孔完全或局部貫通；所述塑件的部分塑料嵌入到該若干納米孔以 及與納米孔貫通的腐蝕孔中。11. 如權(quán)利要求8所述的鋁或鋁合金與塑料的復(fù)合體的制作方法，其特征在于：該電化 學(xué)處理在酸性溶液中通電進(jìn)行，并以該鋁或鋁合金的基材作為陽極，該酸性溶液中含有體 積濃度為100~250ml/L的磷酸，體積濃度為20~60ml/L的硫酸，體積濃度為1~10ml/ L的草酸，及體積濃度為0. 5~2. 5ml/L的檸檬酸；電化學(xué)處理時(shí)所述酸性溶液的溫度為 10~30°C，使通過所述酸性溶液的電流密度為0. 5~4A/dm2,該電化學(xué)處理的時(shí)間為3~ 15分鐘。12. 如權(quán)利要求8所述的鋁或鋁合金與塑料的復(fù)合體的制作方法，其特征在于：所述制 作方法還包括在電化學(xué)處理前對(duì)該鋁或鋁合金的基材進(jìn)行堿咬處理的步驟。13. 如權(quán)利要求12所述的鋁或鋁合金與塑料的復(fù)合體的制作方法，其特征在于：該堿 咬處理包括將所述基材浸漬于濃度為30%~60%的氫氧化鈉水溶液中1~3分鐘的步驟。14. 如權(quán)利要求8所述的鋁或鋁合金與塑料的復(fù)合體的制作方法，其特征在于：該塑件 中含有的塑料為聚苯硫醚、聚酰胺、聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、熱塑 性聚氨酯彈性體/熱塑性聚酯彈性體、或聚碳酸酯。15. 如權(quán)利要求14所述的鋁或鋁合金與塑料的復(fù)合體的制作方法，其特征在于：該塑 件中還含有玻璃纖維，其中當(dāng)塑料為聚苯硫醚、聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯、聚對(duì)苯二甲酸乙二 醇酯、或熱塑性聚氨酯彈性體/熱塑性聚酯彈性體時(shí)，添加的玻璃纖維的質(zhì)量百分含量為 30% ;當(dāng)塑料為聚酰胺時(shí)，添加的玻璃纖維的質(zhì)量百分含量為50%。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種鋁或鋁合金與塑料的復(fù)合體，其包括鋁或鋁合金基體、形成于鋁或鋁合金基體表面的氧化膜、及注塑結(jié)合于氧化膜表面的塑件，該氧化膜上形成有若干納米孔，該鋁或鋁合金基體的表面形成有若干腐蝕孔，該氧化膜中的部分納米孔貫穿該氧化膜并與鋁或鋁合金基體中的部分腐蝕孔貫通；該氧化膜及腐蝕孔采用電化學(xué)處理的方式形成。所述的鋁或鋁合金與塑料的復(fù)合體中該鋁或鋁合金基體與塑件之間的結(jié)合力強(qiáng)。本發(fā)明還提供該種復(fù)合體的制作方法。
【IPC分類】B29C45/14, B32B15/04, B32B27/00, B32B9/04, C25F3/04, B32B3/24
【公開號(hào)】CN105729933
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410745570
【發(fā)明人】張新倍, 陳文榮, 蔣煥梧, 陳正士, 吳柏川, 孫代育, 馮源源
【申請(qǐng)人】富泰華工業(yè)（深圳）有限公司, 鴻海精密工業(yè)股份有限公司
【公開日】2016年7月6日
【申請(qǐng)日】2014年12月9日
【公告號(hào)】US20160160371