金属制品、复合体及其制备方法与流程

本申请涉及一种金属制品、复合体及其制备方法。
背景技术：
：由于工业品对材料的强度、外观、密度等物理化学性质的要求，目前仅使用金属不能满足这些要求，金属复合体在保留金属材料的特性同时又引入其他材料的特性，是目前工业品用材料的一个新选择。然而，在实际生产中，金属复合体由于涉及两种或以上材料的复合，会出现这些材料之间的结合强度不够，制备方法困难等问题。技术实现要素：有鉴于此，有必要提供一种金属制品、复合体及其制备方法，以解决上述问题。本申请第一方面提出了一种金属制品，包括：金属基体；及膜层，设置在所述金属基体表面，所述膜层表面设置有孔，所述孔的开口直径小于孔底的直径。进一步地，所述孔包括相连通的第一孔和第二孔，所述第一孔位于所述第二孔和金属制品之间，且所述第一孔的直径大于所述第二孔的直径。进一步地，所述第一孔的直径d1的范围为15nm-300nm，所述第二孔的直径d2的范围为10nm-250nm。进一步地，所述第一孔之间的孔壁厚度为w1，所述第二孔之间的孔壁厚度为w2，w1大于w2。进一步地，w1的范围为12nm-300nm，w2的范围为10nm-100nm。进一步地，所述第一孔的深度为t1，所述第二孔的深度为t2，t1大于t2，t1的范围为50nm-4000nm，t2的范围为10nm-1000nm。本申请第二方面提出了一种复合体，包括：材料体；及金属制品，所述金属制品为上述的金属制品；其中，所述材料体设置于所述金属制品的孔中。本申请第三方面提出了一种金属制品的制备方法，包括：将金属基体放置于电解液中；对所述金属基体施加电压，以形成所述金属制品，所述金属制品包括所述金属基体以及设置在所述金属基体表面的膜层，所述膜层表面设置有孔，所述孔的开口直径小于孔底直径。进一步地，所述对所述金属基体施加电压的方法包括：对所述金属基体施加第一电压，以在所述金属基体的表面形成第一膜层，所述第一膜层表面包含第一孔；对所述金属基体施加第二电压，以在所述第一膜层的表面形成第二膜层，所述第二膜层上包含第二孔，所述第二孔与所述第一孔相连通，且所述第一孔的直径大于所述第二孔的直径，所述第一电压大于所述第二电压。本申请第四方面提出了一种复合体的制备方法，包括：施加包含材料体的物质至金属制品的表面上，所述金属制品以上述的制备方法制备；定型所述包含材料体的物质以形成所述复合体，所述复合体包括所述金属制品及设置于所述金属制品的孔中的材料体。本申请的复合体通过将材料体设置于金属制品的开口直径小于孔底直径的孔中，使得材料体不易从金属制品上脱离。本申请的复合体的制备方法先对放置于电解液中的金属基体施加电压，使得金属基体表面形成膜层，该膜层表面设置有开口直径小于孔底直径的孔；然后将材料体成型于孔中；由于该孔的开口直径小于孔底直径，从而使得材料体和膜层的结合更为稳固；相对于现有技术，本申请的复合体中的金属制品和材料体之间的结合稳固，且更为环保。附图说明图1是本申请的一实施例提供的复合体的纵截面的部分结构示意图。图2是本申请的一实施例提供的金属制品的纵截面的部分结构示意图。图3是本申请的另一实施例提供的金属制品的纵截面的部分结构示意图。图4是本申请的一实施例提供的一种复合体的制备方法的流程图。图5是图4中的对金属基体施加电压的具体方法流程图。主要元件符号说明复合体100材料体10金属制品20金属基体21膜层22孔221第一孔222第二孔223第一膜层224第二膜层225如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本申请。具体实施方式下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅为本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的
技术领域：
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。下面结合附图，对本申请的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。请一并参见图1和图2，本申请实施例提供了一种复合体100，包括材料体10和金属制品20。其中，材料体10包括但不限于是塑料、树脂。材料体10的材质选自聚合物(如塑料，橡胶，纤维)，金属或无机非金属材料(如陶瓷，玻璃)等中的至少一种。其中，金属制品20包括金属基体21和膜层22。膜层22设置在金属基体21表面，膜层22表面设置有孔221，孔221的开口直径小于孔底的直径。材料体10设置于金属制品20的孔221中。在本实施例中，金属基体21选用铝合金，膜层22为铝合金的氧化膜层。可以理解地，在其他的实施方式中，金属基体21也可选用不锈钢，镁铝合金等。在一些实施例中，每个孔221包括相连通的第一孔222和第二孔223，第一孔222位于第二孔223和金属基体21之间，且第一孔222的直径大于第二孔223的直径；第一孔222的孔壁与第二孔223的孔壁相连接。在一些实施例中，第一孔222的直径d1的范围为15nm-300nm。第二孔223的直径d2的范围为10nm-250nm。d1与d2的比值范围为1.2-3。其中，当d1与d2的比值大于1.2时，材料体10成型于孔221内后会与膜层22形成锚栓效应，不易脱落。当d1与d2的比值大于3时，材料体10成型于孔221内的有效表面积会下降，相较于d1与d2的比值范围在1.2-3时，材料体10易从膜层22上脱落。其中，第一孔222的直径d1的上限范围选自15nm，50nm，100nm，150nm，200nm，250nm，300nm；第一孔222的直径d1的下限范围选自35nm，75nm，125nm，175nm，210nm，260nm，280nm。第二孔223的直径d2的上限范围选自10nm，50nm，100nm，150nm，200nm，250nm；第二孔223的直径d2的下限范围选自35nm，75nm，125nm，175nm，210nm，240nm。需要说明的是，以上含量范围上限值和下限值以不影响该含量范围的实际意义为准，即下限值要小于等于上限值。在一些实施例中，第一孔222的孔壁厚度为w1。第二孔223的孔壁厚度为w2。w1大于w2。w1的范围为12nm-300nm。w2的范围为10nm-100nm。具体地，w1与w2的比值大于1.2。当w1过高时，高壁厚会使得膜层22的耐腐蚀能力显著提高。当w2过低时会使得膜层22易断裂，过高时会使得材料体10和膜层22间的结合表面积下降，造成结合稳固的问题。其中，第一孔222的孔壁厚度w1的上限范围选自12nm，50nm，100nm，150nm，200nm，250nm，300nm；第一孔222的孔壁厚度w1的下限范围选自35nm，75nm，125nm，175nm，210nm，260nm，280nm。第二孔223的孔壁厚度w2的上限范围选自10nm，20nm，30nm，40nm，50nm，60nm，70nm，80nm，90nm，100nm；第二孔223的孔壁厚度w2的下限范围选自11nm，21nm，31nm，41nm，51nm，61nm，71nm，81nm，91nm，99nm。需要说明的是以上含量范围上限值和下限值以不影响该含量范围的实际意义为准，即下限值要小于等于上限值。在一些实施例中，第一孔222的深度为t1，第二孔223的深度为t2，t1大于t2。t1的范围为50nm-4000nm。t2的范围为10nm-1000nm。其中，t1的深度较小时在材料体10定型过程中孔221易填充不完全。t1的深度较大时会使得第二膜层225易崩塌。t2的深度较小时会使得形成的锚栓结构强度不足，不能保证结合力。t2的深度较大时可能会使得材料体10在定型过程中冷却凝固在第二孔223中，无法进到第一孔222中。其中，第一孔222的深度t1的上限范围选自50nm，100nm，500nm，1000nm，1500nm，2000nm，2500nm，3000nm，3500nm，4000nm；第一孔222的深度t1的下限范围选自75nm，125nm，300nm，750nm，1250nm，1750nm，2250nm，32500nm，3750nm，3950nm。第二孔223的深度t2的上限范围选自10nm，100nm，200nm，300nm，400nm，500nm，600nm，700nm，800nm，900nm，1000nm；第二孔223的深度t2的下限范围选自11nm，110nm，210nm，310nm，410nm，510nm，610nm，710nm，810nm，910nm，990nm。需要说明的是以上含量范围上限值和下限值以不影响该含量范围的实际意义为准，即下限值要小于等于上限值。请参阅图4，本申请的一实施例提供的一种复合体100的制备方法，包括以下步骤：s110：对金属基体21进行脱脂、碱咬及剥黑膜处理。具体地，在脱脂处理时，需将金属基体21放置于40g/l-100g/l的脱脂剂中，在40℃-70℃的温度下处理3min-10min，以除去金属基体21上残余的油污。在碱咬处理时，需将脱脂处理后的金属基体21放置于20g/l-100g/l的氢氧化钠溶液中，在40℃-70℃的温度下处理1min-2min，以除去金属基体21表面自然形成的氧化层。在剥黑膜处理时，需将碱咬处理后的金属基体21放置于10％-40％的硝酸溶液中，在室温(25℃)下处理1min-2min，以除去碱咬过程中，金属基体21表面未发生反应的元素。s120：将金属基体21放置于电解液中。具体地，电解液为酸性溶液，该酸性溶液包括但不限于是硫酸、草酸、硝酸、磷酸、碳酸、盐酸、磺酸、硫羧酸，可以为其中的一种，也可为多种。本实施例中的电解液优选为10g/l-300g/l的磷酸溶液。电解液的温度为0-60℃。s130：对金属基体21施加电压，以形成金属制品20，金属制品20包括金属基体21以及设置在金属基体21表面的膜层22，膜层22表面设置有孔221，孔221的开口直径小于孔底的直径。具体地，请参阅图5，对金属基体21施加电压的方法包括：s131：对金属基体21施加第一电压，以在金属基体21的表面形成第一膜层224，第一膜层224表面包含第一孔222。具体地，第一电压v1为7v-150v。第一电压的通入时间为1min-50min。s132：对金属基体21施加第二电压，以在第一膜层224的表面形成第二膜层225，第二膜层225上包含第二孔223，第二孔223与第一孔222相连通，且第一孔222的直径大于第二孔223的直径，第一电压大于第二电压。具体地，第二电压v2为5v-100v。第二电压的通入时间为1min-50min。其中，当第一电压与第二电压的比值范围为1-1.5时，w1小于w2，如图3所示。当第一电压与第二电压的比值范围为1.5-6时，w1大于w2，如图1所示。在本实施例中，第二膜层225形成于第一孔222的孔壁上，其中，形成于一第一孔222孔壁的部分第二膜层225的截面大致为树枝状结构。在本实施例中，第一电压可缓升至第二电压；也可进行多段变化，并升至第二电压。s140：对金属制品20进行烘干处理。具体地，烘干温度为40℃。烘干时间为10min-40min。s150：施加包含材料体10的物质至金属制品20的表面上。s160：定型包含材料体10的物质以形成复合体100，复合体100包括金属制品20及设置于金属制品20的孔221中的材料体10。上述步骤中，材料体10的材料可选自聚合物(如塑料，橡胶，纤维)，金属或无机非金属材料(如陶瓷，玻璃)等中的至少一种。上述步骤，施加包含材料体10的物质至金属制品20的表面上。其中，此处的材料体10的材料可选自聚合物(如塑料，橡胶，纤维等)，金属或无机非金属材料(如陶瓷，玻璃等)等中的至少一种。上述材料体10的物质的定型方式可以根据材料体10的材料和状态进行设定。例如，若材料体10采用金属且其形态为粉末状，可以采用激光熔融复合的技术手段进行定型。例如，若材料体10采用聚合物：当其形态为液态(溶液)时，可以采用蒸发溶剂的方式定型；当其形态为粉末时，可以采用加热融化后冷却定型进行处理；当其形态为熔融态时，可以采用注塑的方式定型；当其形态为气体时，可以采用气体原位聚合的技术手段进行定型。例如，若材料体10采用陶瓷且其形态为粉末状，可以采用添加粘结剂粘合或粉末烧结的方式进行定型。例如，若材料体10采用玻璃：当其形态为粉末时，可以采用加热熔融然后冷却定型的方式进行定型；当其形态为熔融态，可以采用冷却定型方式进行处理。以上示例只是部分实施方式的介绍，材料体10采用的材料和定型方式并不限于上述示例说明。请参阅以下表格，该表格为对金属基体分别通单段低电压、双段电压及单段高电压后获得的复合体进行测试块拉力测试后的测试结果。其中双段电压为本申请中的第一电压和第二电压。单段低电压等于本申请的第二电压。单段高电压等于本申请的第一电压。由上述表格可以得到，经测试块拉力测试后，相对于对金属基体通单段低电压或单段高电压，金属基体通双段电压后获得的复合体中的金属制品和塑胶件之间的结合力更强。本申请的复合体100通过将材料体10设置于金属制品20的开口直径小于孔底直径的孔221中，使得材料体10不易从金属制品20上脱离。本申请的复合体100的制备方法先对放置于电解液中的金属基体21施加电压，使得金属基体21表面形成膜层22，该膜层22表面设置有开口直径小于孔底直径的孔221；然后将材料体10注塑于孔221中；由于该孔221的开口直径小于孔底直径，从而使得材料体10和膜层22的结合更为稳固；相对于现有技术，本申请的复合体100中的金属制品20和材料体10之间的结合稳固，且更为环保。本申请适用于手机、笔电中的金属机构件与塑料结合；利用金属机构件氧化制程中的电压调整，控制在金属机构件表面形成的孔洞及氧化层形貌，改善产品的耐腐蚀性，并可通过防水测试。且本申请的树枝状结构氧化膜形成具倒钩状孔洞，有效与塑胶结合，孔洞的横截面形状为外窄内宽，同时壁厚较厚，耐酸碱腐蚀能力较佳。以上所述，仅是本申请的较佳实施方式而已，并非对本申请任何形式上的限制，虽然本申请已是较佳实施方式揭露如上，并非用以限定本申请，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本申请技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施方式，但凡是未脱离本申请技术方案内容，依据本申请的技术实质对以上实施方式所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本申请技术方案的范围内。当前第1页12