本发明属于化工材料领域，具体涉及一种太阳能光伏支架铝合金材料。
背景技术：
铝合金活泼的化学性质使得其在使用过程中容易发生多种形式的腐蚀，如点蚀、缝隙腐蚀、晶间腐蚀、应力腐蚀等。对铝材进行阳级氧化，能改善铝合金的耐蚀性能。目前，太阳能光伏边框及支架系统一般采用6063铝型材制作，其具备质量轻，中等强度，易加工成形，易进行阳极氧化表面处理的特点。
近年来，太阳能光伏产业竞争进一步加剧，为了缩短太阳能电站的投资回收期，延长太阳能电站的使用寿命，投资获得更高回报，各大厂家及电站都把降低边框及支架系统在整个电站组件系统的所占成本的比例及增加使用年限，放在科研的重要位置。因此，在强化6063合金优异的加工成形性基础上，必须把提高其抗拉强度、抗腐蚀性能，提高断裂韧性，提高导电导热性，减小应力腐蚀开裂倾向，提高氧化膜质量，延长其使用寿命等作为太阳能光伏产业的技术攻关方向。
金属的防腐蚀可将环氧树脂涂在金属表面，但单纯的用树脂涂覆在金属表面上，会出现较严重的龟裂裂缝，起不到防渗漏和保护金属的作用。
技术实现要素：
本发明的目的在于针对背景技术中所存在的铝合金材料耐腐蚀性能和抗拉强度较差的技术问题而提供一种耐腐蚀、轻质高强的太阳能光伏支架铝合金材料。
实现本发明目的而采用的技术方案为：一种太阳能光伏支架铝合金材料，该铝合金材料包括芯模和包裹在所述芯模外表面的纤维增强层，所述芯模为铝合金，该铝合金按质量百分含量计，由如下组分及含量组成：Si的含量为0.1～0.5%，Cu的含量为0.05～0.25%，Mg的含量为0.5～0.85%，Zr的含量为0.1～0.3%，Ti的含量为0.1～0.25%，Mn的含量为0.01～0.15%，其余为铝以及不可避免的杂质；所述纤维增强层为纤维增强塑料，所述纤维增强层由浸有液体树脂的芳纶纤维布通过热固化成型而制得；
其中，所述的液体树脂包括如下组成成分及含量：按重量份数计，环氧树脂100份，滑石粉1-10份，抗氧剂1010 0.1-0.5份，纳米氧化锌1-5份，过氧化二叔丁基0.01-0.03份。
作为本发明一优选实施方式，本发明所述的铝合金，按质量百分含量计，由如下组分及含量组成：Si的含量为0.1%，Cu的含量为0.05%，Mg的含量为0.5%，Zr的含量为0.1%，Ti的含量为0.1%，Mn的含量为0.01%，其余为铝以及不可避免的杂质。
作为本发明一优选实施方式，本发明所述的铝合金，按质量百分含量计，由如下组分及含量组成：Si的含量为0.5%，Cu的含量为0.25%，Mg的含量为0.85%，Zr的含量为0.3%，Ti的含量为0.25%，Mn的含量为0.15%，其余为铝以及不可避免的杂质。
作为本发明一优选实施方式，本发明所述的铝合金，按质量百分含量计，由如下组分及含量组成：Si的含量为0.25%，Cu的含量为0.2%，Mg的含量为0.8%，Zr的含量为0.2%，Ti的含量为0.15%，Mn的含量为0.1%，其余为铝以及不可避免的杂质。
优选地，本发明所述的铝合金由如下制备步骤制得：
1）以Si粉作为合金中的Si元素的原料，以Al-Cu中间合金作为合金中的Cu元素的原料，以Al-Mg中间合金作为合金中的Mg元素的原料，以Al-Zr中间合金作为合金中的Zr元素的原料，以Al-Ti中间合金作为合金中的Ti元素的原料，以Al-Mn中间合金作为合金中的Mn元素的原料，以铝锭作为合金中的Al元素的原料；
2）将铝锭表面清洗干净后进行加热熔炼，铝液温度控制在690℃；将Al-Cu中间合金、Al-Mg中间合金、Al-Zr中间合金、Al-Ti中间合金和Si粉加入到铝液中，铝液升温至820℃后，保温20分钟，保证合金原料全部熔化；
3）将铝液温度升至850℃时，开始加入精炼剂进行精炼，使夹杂物充分上浮或者下沉，然后进行除渣；
4）将精炼后的铝液温度降至730℃并保温10分钟用于进行浇注，制得铝合金铸件；用丙酮对铝合金铸件的表面进行清洗，然后放置在管式置氢炉内，在真空条件下将炉内升温至700℃，保温20分钟后，充入氢气后保温2小时，最后冷却至室温完成充氢处理；
5）采用盐酸酸洗铝合金铸件，酸洗后用清水把铝合金铸件清洗干净；然后将铝合金铸件浸入含有氯化铵的助镀剂中，助镀时间控制在2分钟，助镀后清洗干净并将铸件浸入锌浴中，使铝合金铸件表面生成一合金化膜；
6）将表面含有合金化膜的铝合金铸件再进行钝化处理，即制得所需的铝合金。
进一步优选地，本发明所述纤维增强层由如下步骤制得：将浸有液体树脂的芳纶纤维布粘贴于芯模外表面，然后通过热固化成型得到纤维增强铝合金复合材料，热固化成型分两个阶段：首先在90-110℃条件下固化2-3小时，然后在130-150℃条件下固化1-2小时。
本发明的技术优点在于：
1）本发明的太阳能光伏支架铝合金材料是采用芳纶纤维布的增强材料粘贴于铝合金芯模表面制作而成，纤维增强材料的存在对铝合金芯模具有很好的保护，使得采用本发明铝合金材料制得的光伏支架比传统铝合金光伏支架构件的耐腐蚀性能更好。
2）本发明采用了纤维增强层使制得的光伏支架在保证强度的基础上，比铝合金光伏支架的重量更轻；具有极大的市场价值和经济前景。
3）本发明的芯模所采用的铝合金材料，通过加入Si、Cu、Mg、Zr、Ti、Mn等金属元素，通过合理的配方设计，有效提高了铝合金的强度，大幅度提高晶粒细化程度，对提升铝合金抗拉强度、延伸率、抗腐蚀性能等综合性能方面效果显著。
4）本发明的芯模所采用的铝合金材料，在配方体系中加入适量的Zr、Ti，不仅能够细化铸态合金晶粒，提高再结晶温度，从而提高铝合金的强度，显著改善铝合金的耐热性、抗腐蚀性和热稳定性。同时，在铝合金材料的制备过程中，对表面含有合金化膜的铝合金铸件再进行钝化处理，进一步提高了本发明铝合金材料的抗腐蚀性。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步地描述，但是对实施例的描述均不是对本发明方案的限制，任何依据本发明构思所作出的仅仅为形式上的而非实质性的等效变换都应视为本发明的技术方案范畴。
本发明一种太阳能光伏支架铝合金材料，该铝合金材料包括芯模和包裹在所述芯模外表面的纤维增强层，所述芯模为铝合金，该铝合金按质量百分含量计，由如下组分及含量组成：Si的含量为0.1～0.5%，Cu的含量为0.05～0.25%，Mg的含量为0.5～0.85%，Zr的含量为0.1～0.3%，Ti的含量为0.1～0.25%，Mn的含量为0.01～0.15%，其余为铝以及不可避免的杂质；所述纤维增强层为纤维增强塑料，所述纤维增强层由浸有液体树脂的芳纶纤维布通过热固化成型而制得。
实施例1
一、铝合金芯模的制备
以10kg为例，按Al-0.1Si-0.05Cu-0.5Mg-0.1Zr-0.1Ti-0.01Mn质量配比为例，计算出中间合金的质量，进行备料。
1）以Si粉作为合金中的Si元素的原料，以Al-Cu中间合金作为合金中的Cu元素的原料，以Al-Mg中间合金作为合金中的Mg元素的原料，以Al-Zr中间合金作为合金中的Zr元素的原料，以Al-Ti中间合金作为合金中的Ti元素的原料，以Al-Mn中间合金作为合金中的Mn元素的原料，以铝锭作为合金中的Al元素的原料；
2）将铝锭表面清洗干净后进行加热熔炼，铝液温度控制在690℃；将Al-Cu中间合金、Al-Mg中间合金、Al-Zr中间合金、Al-Ti中间合金和Si粉加入到铝液中，铝液升温至820℃后，保温20分钟，保证合金原料全部熔化；
3）将铝液温度升至850℃时，开始加入精炼剂进行精炼，使夹杂物充分上浮或者下沉，然后进行除渣；
4）将精炼后的铝液温度降至730℃并保温10分钟用于进行浇注，制得铝合金铸件；用丙酮对铝合金铸件的表面进行清洗，然后放置在管式置氢炉内，在真空条件下将炉内升温至700℃，保温20分钟后，充入氢气后保温2小时，最后冷却至室温完成充氢处理；
5）采用盐酸酸洗铝合金铸件，酸洗后用清水把铝合金铸件清洗干净；然后将铝合金铸件浸入含有氯化铵的助镀剂中，助镀时间控制在2分钟，助镀后清洗干净并将铸件浸入锌浴中，使铝合金铸件表面生成一合金化膜；
6）将表面含有合金化膜的铝合金铸件再进行钝化处理，即制得所需的铝合金。
二、光伏支架铝合金材料的制备
1）按重量份数计，称取环氧树脂100份，滑石粉1份，抗氧剂1010 0.1份，纳米氧化锌1份，过氧化二叔丁基0.01份，搅拌均匀，制得液体树脂；
2）将浸有步骤1）制得的液体树脂的芳纶纤维布粘贴于芯模外表面，然后通过热固化成型得到光伏支架铝合金材料，热固化成型分两个阶段：首先在100℃条件下固化2小时，然后在140℃条件下固化1.5小时。
实施例2
一、铝合金芯模的制备
以10kg为例，按Al-0.5Si-0.25Cu-0.8Mg-0.3Zr-0.25Ti-0.15Mn质量配比为例，计算出中间合金的质量，进行备料。
1）以Si粉作为合金中的Si元素的原料，以Al-Cu中间合金作为合金中的Cu元素的原料，以Al-Mg中间合金作为合金中的Mg元素的原料，以Al-Zr中间合金作为合金中的Zr元素的原料，以Al-Ti中间合金作为合金中的Ti元素的原料，以Al-Mn中间合金作为合金中的Mn元素的原料，以铝锭作为合金中的Al元素的原料；
2）将铝锭表面清洗干净后进行加热熔炼，铝液温度控制在690℃；将Al-Cu中间合金、Al-Mg中间合金、Al-Zr中间合金、Al-Ti中间合金和Si粉加入到铝液中，铝液升温至820℃后，保温20分钟，保证合金原料全部熔化；
3）将铝液温度升至850℃时，开始加入精炼剂进行精炼，使夹杂物充分上浮或者下沉，然后进行除渣；
4）将精炼后的铝液温度降至730℃并保温10分钟用于进行浇注，制得铝合金铸件；用丙酮对铝合金铸件的表面进行清洗，然后放置在管式置氢炉内，在真空条件下将炉内升温至700℃，保温20分钟后，充入氢气后保温2小时，最后冷却至室温完成充氢处理；
5）采用盐酸酸洗铝合金铸件，酸洗后用清水把铝合金铸件清洗干净；然后将铝合金铸件浸入含有氯化铵的助镀剂中，助镀时间控制在2分钟，助镀后清洗干净并将铸件浸入锌浴中，使铝合金铸件表面生成一合金化膜；
6）将表面含有合金化膜的铝合金铸件再进行钝化处理，即制得所需的铝合金。
二、光伏支架铝合金材料的制备
1）按重量份数计，称取环氧树脂100份，滑石粉10份，抗氧剂1010 0.5份，纳米氧化锌5份，过氧化二叔丁基0.03份，搅拌均匀，制得液体树脂；
2）将浸有步骤1）制得的液体树脂的芳纶纤维布粘贴于芯模外表面，然后通过热固化成型得到光伏支架铝合金材料，热固化成型分两个阶段：首先在90℃条件下固化3小时，然后在130℃条件下固化2小时。
实施例3
一、铝合金芯模的制备
以10kg为例，按Al-0.25Si-0.2Cu-0.8Mg-0.2Zr-0.15Ti-0.1Mn质量配比为例，计算出中间合金的质量，进行备料。
1）以Si粉作为合金中的Si元素的原料，以Al-Cu中间合金作为合金中的Cu元素的原料，以Al-Mg中间合金作为合金中的Mg元素的原料，以Al-Zr中间合金作为合金中的Zr元素的原料，以Al-Ti中间合金作为合金中的Ti元素的原料，以Al-Mn中间合金作为合金中的Mn元素的原料，以铝锭作为合金中的Al元素的原料；
2）将铝锭表面清洗干净后进行加热熔炼，铝液温度控制在690℃；将Al-Cu中间合金、Al-Mg中间合金、Al-Zr中间合金、Al-Ti中间合金和Si粉加入到铝液中，铝液升温至820℃后，保温20分钟，保证合金原料全部熔化；
3）将铝液温度升至850℃时，开始加入精炼剂进行精炼，使夹杂物充分上浮或者下沉，然后进行除渣；
4）将精炼后的铝液温度降至730℃并保温10分钟用于进行浇注，制得铝合金铸件；用丙酮对铝合金铸件的表面进行清洗，然后放置在管式置氢炉内，在真空条件下将炉内升温至700℃，保温20分钟后，充入氢气后保温2小时，最后冷却至室温完成充氢处理；
5）采用盐酸酸洗铝合金铸件，酸洗后用清水把铝合金铸件清洗干净；然后将铝合金铸件浸入含有氯化铵的助镀剂中，助镀时间控制在2分钟，助镀后清洗干净并将铸件浸入锌浴中，使铝合金铸件表面生成一合金化膜；
6）将表面含有合金化膜的铝合金铸件再进行钝化处理，即制得所需的铝合金。
二、光伏支架铝合金材料的制备
1）按重量份数计，称取环氧树脂100份，滑石粉5份，抗氧剂1010 0.3份，纳米氧化锌3份，过氧化二叔丁基0.02份，搅拌均匀，制得液体树脂；
2）将浸有步骤1）制得的液体树脂的芳纶纤维布粘贴于芯模外表面，然后通过热固化成型得到光伏支架铝合金材料，热固化成型分两个阶段：首先在110℃条件下固化2小时，然后在150℃条件下固化1小时。