CN107338465A - 一种铝基复合材料 - Google Patents

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Abstract

本发明公开的铝基复合材料，至少包括纯铝材质的基体、AAO模板、高分子纳米线以及外包层，AA0模板形成于基体表面，高分子纳米线形成于AAO模板中且至少部分露出AAO模板，外包层形成于高分子纳米线外侧且露出AAO模板的高分子纳米线在外包层内。本发明公开的铝基复合材料，通过在铝基材料表层形成适当厚度和孔径的AAO模板，并与纳米材料相配合，从而在基体上获得一种强度好、结合性能高、摩擦和腐蚀性能优良的复合材料。

Description

一种铝基复合材料
技术领域
本发明涉及一种复合材料，特别是一种铝基复合材料。
背景技术
铝基复合材料是应现代科学发展需求而涌现出的具有强大生命力的材料，它由两种或两种以上性质不同的材料通过各种工艺手段复合而成。铝基复合材料，特别是增强铝基复合材料，由于具有热膨胀系数小、密度低、导热性能好等优点，适合于制造电子器材的衬装材料、散热片等电子器件。铝基复合材料在汽车工业的应用研究起步最早。铝基复合材料还可用来制造汽车驱动轴、摇臂等汽车零件。
铝基复合材料在汽车工业的应用研究起步最早。上个世纪年代,日本丰田公司成功地用复合材料制备了发动机活塞。美国的研制出用颗粒增强铝基复合材料制造汽车制动盘,使其重量减轻了,而且提高了耐磨性能,噪音明显减小,摩擦散热快;同时该公司还用颗粒增强铝基复合材料制造了汽车发动机活塞和齿轮箱等汽车零部件。用复合材料制成的汽车齿轮箱在强度和耐磨性方面均比铝合金齿轮箱有明显的提高。铝合金复合材料也可以用来制造刹车转子、刹车活塞、刹车垫板、卡钳等刹车***元件。铝基复合材料还可用来制造汽车驱动轴、摇臂等汽车零件。
现代科学技术的发展,对材料性能提出了越来越高的要求,特别是航空航天领域要制造轻便灵活、性能优良的飞机、卫星等，铝基复合材料恰能满足这方面的要求。同时还可用来制造卫星反动轮和方向架的支撑架。
而我们知道的是，复合材料的界面结合强度与其力学性能有着密切关系，而复合材料中由于有大量的、明确的界面存在，使其内部结构变得复杂，从而导致复合材料的性能会受到极大的影响。而铝复合材料在其界面易形成金属中间化合物，降低界面结合能力，从而可以增强润滑效果，却对机械性能的控制和改善不利。
发明内容
为解决上述问题，本发明公开的铝基复合材料，通过在铝基材料表层形成适当厚度和孔径的AAO模板，并与纳米材料相配合，从而在基体上获得一种强度好、结合性能高、摩擦和腐蚀性能优良的复合材料。
本发明公开的铝基复合材料，至少包括纯铝材质的基体、AAO模板、高分子纳米线以及外包层，AA0模板形成于基体表面，高分子纳米线形成于AAO模板中且至少部分露出AAO模板，外包层形成于高分子纳米线外侧且露出AAO模板的高分子纳米线在外包层内。本方案通过选择在铝基体上形成的AAO模板、以模板形成并露出模板的高分子纳米线（该部分可以在外包层中形成扎钉效应）以及得到纳米线和模板增强的外包层，以AAO模板为过渡层，在为形成高分子纳米线取向阵列提供生长模具的同时，还作为钝化过渡结构，避免其它敏感层与铝基体形成金属中间层，从而改善复合材料的界面结合能力。另外通过调节AAO模板与高分子纳米线的位置和结合关系（如模板厚度以及纳米线在模板中以及露出模板长度的比例、纳米线的直径、分布密度等）可以根据需要从润滑、机械强度等方面进行调整，而适应不同需求。本方案中AAO模板的制备采用0.1-0.2M的磷酸二氢钠或者磷酸二氢钾的水溶液，从而提供合适孔径(1-2微米的孔径)和分布密度的AAO模板，避免形成直径和分布密度不当的纳米线材料而对复合材料的性能产生负面影响，降低复合材料的结合效果。
本发明公开的铝基复合材料的一种改进，高分子纳米线为取向的。本方案采用取向结构的纳米线，有利于在外包层的形成过程中形成扎钉，不易出现空缺等缺陷结构，从而利于保持复合材料的整体结构稳定性，避免性能短板区域的出现。
本发明公开的铝基复合材料的一种改进，高分子纳米线在AAO模板上的分布为均匀或不均匀分布。
本发明公开的铝基复合材料的一种改进，AAO模板的至少部分氧化铝纳米孔的与基体相接触的底部具有空洞。优选的，空洞采用微针管探入相应纳米孔内输送适量强酸或者强碱腐蚀液，在经去离子水抽吸冲洗后得到。本方案通过底部的空洞，在结合形态下可以对界面结合力进行增强调控，从而有利于改善复合材料的机械性能，满足强机械性能需求；在非结合形态下，可以对界面结合力进行衰减调控，从而有利于对润滑性进行控制，满足高度润滑需求。
本发明公开的铝基复合材料的一种改进，底部具有空洞的部分氧化铝纳米孔中的高分子纳米线透过空洞与基体接触。本方案通过底部的空洞为纳米线与基体的接触提供路径，在AAO模板底部提供适当比例的与铝金属相接触的非均匀结构（非均匀结构指相对于AAO模板的纳米孔而言，在粗糙度、直径等方面的变化），从而通过非一致结构的卡合作用增强了高分子纳米线与在AAO模板底部对AAO模板和铝基体的嵌合（类似于微型榫卯结构），从而以高分子纳米线以及孔洞为依托增强了铝基体、AAO模板以及纳米线的结合性能，再配合露出AAO模板进入外包层的纳米线的扎钉左右，从而极大地增强了复合材料的整体结合能力。
本发明公开的铝基复合材料的一种改进，底部具有空洞的部分氧化铝纳米孔的空洞附近的基体被腐蚀有微孔，底部具有空洞的部分氧化铝纳米孔中的高分子纳米线透过空洞与基体接触并附着到微孔上。优选的，微孔采用微针管探入相应纳米孔内输送适量强酸或者强碱腐蚀液，在经去离子水抽吸冲洗后得到。本方案通过底部的空洞和基体上的微孔，在AAO模板底部以及基体表面内提供适当比例的与铝金属相接触的非均匀结构（非均匀结构指相对于AAO模板的纳米孔而言，在粗糙度、直径等方面的变化），微孔内可以形成与微孔形状契合的端部，从而通过非一致结构的卡合作用增强了高分子纳米线与在AAO模板底部对AAO模板和铝基体的嵌合（类似于微型榫卯结构），从而以高分子纳米线以及孔洞为依托增强了铝基体、AAO模板以及纳米线的结合性能，再配合露出AAO模板进入外包层的纳米线的扎钉左右，从而极大地增强了复合材料的整体结合能力。
本发明公开的铝基复合材料的一种改进，外包层为金属镀层或者高分子材料层。本方案中的外包层选用不同的材料可以用作不同的用途，如高分子材料外包层的摩擦件、金属镀层的装饰件（如汽车装饰件等，可以有利于克服装饰件的腐蚀）。
本发明公开的铝基复合材料的一种改进，高分子纳米线在AAO模板中的部分与露出AAO模板的部分的长度比为（1-3）：1。优选的，本方案中AAO模板在高分子纳米线之后以弱碱性溶液腐蚀适当时间形成纳米线外露部分后再行形成外包层。本方案通过对纳米线与AAO模板的在尺寸方面的配合，对高分子纳米线在AAO模板中的部分与露出AAO模板的部分的长度比进行调控，从而实现对材料的性能需求进行调整，纳米线露出部分过短则会导致复合材料的层间结合能力显著降低，达不到增强效果，而露出部分过程，则会在收到外力时，应力产生的力矩过大，对复合界面产生过大的垂直力矩，起到撬起的效果，也会影响到界面结合的性能。
本发明公开的铝基复合材料的一种改进，高分子纳米线的总长度不低于3-5微米。本方案通过与前述技术配合，通过对纳米线总长度的限定对AAO模板中的部分与露出AAO模板的部分的长度比以及AAO模板厚度等方面均进行限定，从而实现对材料的性能需求进行调整，纳米线露出部分过短则会导致复合材料的层间结合能力显著降低，达不到增强效果，而露出部分过程，则会在收到外力时，应力产生的力矩过大，对复合界面产生过大的垂直力矩，起到撬起的效果，也会影响到界面结合的性能。
本发明公开的铝基复合材料，通过在铝基材料表层形成适当厚度和孔径的AAO模板，并对AAO模板的结构形态进行调控，并与纳米材料和外包层相配合，从而在基体上获得一种强度、结合性能、摩擦和腐蚀性能具有良好可调性的优良的复合材料，满足了不同场景的使用要求。
具体实施方式
下面结合具体实施方式，进一步阐明本发明，应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
实施例1
本实施例中，铝基复合材料至少包括纯铝材质的基体、AAO模板、高分子纳米线以及外包层（如在基体内、外包层外侧等部分还可以有其它的结构），AA0模板形成于基体表面，高分子纳米线形成于AAO模板中且至少部分（指在纳米线的长度方向上）露出AAO模板，外包层形成于高分子纳米线外侧且露出AAO模板的高分子纳米线在外包层内。
实施例2
本实施例中，铝基复合材料至少包括纯铝材质的基体、AAO模板、高分子纳米线以及外包层（如在基体内、外包层外侧等部分还可以有其它的结构），AA0模板形成于基体表面，非取向的高分子纳米线形成于AAO模板中且至少部分（指在纳米线的长度方向上）露出AAO模板，外包层形成于高分子纳米线外侧且露出AAO模板的高分子纳米线在外包层内。
实施例3
本实施例中，铝基复合材料至少包括纯铝材质的基体、AAO模板、高分子纳米线以及外包层（如在基体内、外包层外侧等部分还可以有其它的结构），AA0模板形成于基体表面，取向的高分子纳米线形成于AAO模板中且至少部分（指在纳米线的长度方向上）露出AAO模板，外包层形成于高分子纳米线外侧且露出AAO模板的高分子纳米线在外包层内。
实施例4-6分别对应地与上述实施例1-3的区别仅在于，高分子纳米线在AAO模板上的分布为均匀分布。
实施例7-9分别对应地与上述实施例1-3的区别仅在于，高分子纳米线在AAO模板上的分布为不均匀分布。
与上述实施例相区别的，AAO模板上至少部分氧化铝纳米孔，其与基体相接触的底部具有空洞。即AAO模板上纳米孔至少部分的底端形成有空洞，从而使基体暴露。
与上述实施例相区别的，底部具有空洞的部分氧化铝纳米孔的空洞附近的基体被腐蚀有微孔，所述底部具有空洞的部分氧化铝纳米孔中的高分子纳米线透过空洞与基体接触并附着到微孔上。
与上述实施例相区别的，外包层为金属镀层或者高分子材料层。
与上述实施例相区别的，复合材料中高分子纳米线在AAO模板中的部分与露出AAO模板的部分的长度比为（1-1.5）：1范围内时，如取值为1：1、1.5：1、1.2：1、1.3：1等时，界面受到应力的撬起左右较大，从而起到了适当的剥离作用，有利于发挥材料的润滑性。而高分子纳米线在AAO模板中的部分与露出AAO模板的部分的长度比为（1.5-3）：1范围内时，如取值为2：1、2.5：1、2.3：1、2.2：1、3：1等时，界面受到应力的撬起左右较小，更容易体现扎钉体现的关联作用，有利于改善材料的机械性能。
与上述实施例相区别的，高分子纳米线的总长度不低于3-5微米，本方案中纳米线的长度可以选择3微米、4微米、5微米以及3-5微米范围内的其它任意值。
与上述实施例相区别的，AAO模板的制备采用0.1-0.2M的磷酸二氢钠或者磷酸二氢钾的水溶液进行基体的阳极氧化，从而得到1-2微米的孔径的AAO模板。
与上述实施例相区别的，模板具有空洞时，空洞采用微针管探入相应纳米孔内输送适量强酸或者强碱腐蚀液，在经去离子水抽吸冲洗后得到。
与上述实施例相区别的，模板具有空洞并且基体对应部分存在微孔时，微孔采用微针管探入相应纳米孔内输送适量强酸或者强碱腐蚀液，在经去离子水抽吸冲洗后得到。
与上述实施例相区别的，AAO模板在高分子纳米线之后以弱碱性溶液腐蚀适当时间（在常温下浸泡到0.01M-0.1M的磷酸氢二钠溶液中超声30-60s得到。如浸泡到0.01MM的磷酸氢二钠溶液中超声30s获得0.75微米左右的腐蚀深度；或者浸泡到0.01MM的磷酸氢二钠溶液中超声60s获得1.5微米左右的腐蚀深度；或者浸泡到0.01MM的磷酸氢二钠溶液中超声40s获得1微米左右的腐蚀深度；或者浸泡到0.1MM的磷酸氢二钠溶液中超声30s获得1.5微米左右的腐蚀深度；或者浸泡到0.1MM的磷酸氢二钠溶液中超声40s获得2微米左右的腐蚀深度等。采用低浓度的酸以避免酸浓度大，在超声下促进腐蚀的发生，而使模板被过渡腐蚀，同时磷酸铝形成的凝胶附着于模板表面形成保护层，从而为模板提供防护，而控制腐蚀程度。）形成纳米线外露部分后再行形成外包层。
实施例10
本实施例中铝基复合材料至少包括纯铝材质的基体（纯度99wt%）、AAO模板（由0.1M磷酸二氢钾水溶液恒流0.1A氧化5min得到，平均孔径为1.5微米）、高分子纳米线（采用在AAO模板中聚合得到的聚酰亚胺纳米线，纳米线总长度5微米）以及外包层（外包层为丁腈橡胶层，厚度1-2mm），AA0模板形成于基体表面，高分子纳米线形成于AAO模板中且至少部分露出AAO模板（纳米线在AAO模板中的部分与露出AAO模板的部分的长度比为1：1），外包层形成于高分子纳米线外侧且露出AAO模板的高分子纳米线在外包层内。
本实施例取样品40件，分为四组，分别进行如下试验，每组取平均值：
结合强度试验：界面结合强度为 ：1.7 ～ 1.9KN/m。
结合强度试验：拉伸强度180MPa，25℃；屈服强度200MPa，25℃。
腐蚀性实验：采用腐蚀膏实验，表面腐蚀360h，样品表面无明显腐蚀。
冷热冲击实验：将常温的样品先放入冰水混合物中，保存 2min，然后迅速移入沸水中煮 2min，接 下来迅速移入冰、盐水混合物（混合物温度低于-5℃）中，一个循环结束。重复此循环 3000 次观察样品表面无鼓泡、层间分离。
实施例11
本实施例中铝基复合材料至少包括纯铝材质的基体（纯度99wt%）、AAO模板（由0.1M磷酸二氢钾水溶液恒流0.1A氧化5min得到，平均孔径为1.5微米）、高分子纳米线（采用在AAO模板中聚合得到的聚酰亚胺纳米线，纳米线总长度5微米）以及外包层（外包层为丁腈橡胶层，厚度1-2mm），AA0模板形成于基体表面，高分子纳米线形成于AAO模板中且至少部分露出AAO模板（纳米线在AAO模板中的部分与露出AAO模板的部分的长度比为3：1），外包层形成于高分子纳米线外侧且露出AAO模板的高分子纳米线在外包层内。
本实施例取样品40件，分为四组，分别进行如下试验，每组取平均值：
结合强度试验：界面结合强度为 ：2.7 ～ 2.9KN/m。
结合强度试验：拉伸强度200MPa，25℃；屈服强度230MPa，25℃。
腐蚀性实验：采用腐蚀膏实验，表面腐蚀360h，样品表面无明显腐蚀。
冷热冲击实验：将常温的样品先放入冰水混合物中，保存 2min，然后迅速移入沸水中煮 2min，接 下来迅速移入冰、盐水混合物（混合物温度低于-5℃）中，一个循环结束。重复此循环 3000 次观察样品表面无鼓泡、层间分离。
实施例12
本实施例中铝基复合材料至少包括纯铝材质的基体（纯度99wt%）、AAO模板（由0.1M磷酸二氢钾水溶液恒流0.1A氧化5min得到，平均孔径为1.5微米）、高分子纳米线（采用在AAO模板中聚合得到的聚酰亚胺纳米线，纳米线总长度5微米）以及外包层（外包层为金属铬层，厚度1-2mm），AA0模板形成于基体表面，高分子纳米线形成于AAO模板中且至少部分露出AAO模板（纳米线在AAO模板中的部分与露出AAO模板的部分的长度比为1：1），外包层形成于高分子纳米线外侧且露出AAO模板的高分子纳米线在外包层内。
本实施例取样品40件，分为四组，分别进行如下试验，每组取平均值：
结合强度试验：界面结合强度为 ：1.8 ～ 2.0KN/m。
结合强度试验：拉伸强度180MPa，25℃；屈服强度200MPa，25℃。
腐蚀性实验：采用腐蚀膏实验，表面腐蚀360h，样品表面无明显腐蚀。
冷热冲击实验：将常温的样品先放入冰水混合物中，保存 2min，然后迅速移入沸水中煮 2min，接 下来迅速移入冰、盐水混合物（混合物温度低于-5℃）中，一个循环结束。重复此循环 3000 次观察样品表面无鼓泡、层间分离。
实施例13
本实施例中铝基复合材料至少包括纯铝材质的基体（纯度99wt%）、AAO模板（由0.1M磷酸二氢钾水溶液恒流0.1A氧化5min得到，平均孔径为1.5微米）、高分子纳米线（采用在AAO模板中聚合得到的聚酰亚胺纳米线，纳米线总长度5微米）以及外包层（外包层为金属铬层，厚度1-2mm），AA0模板形成于基体表面，高分子纳米线形成于AAO模板中且至少部分露出AAO模板（纳米线在AAO模板中的部分与露出AAO模板的部分的长度比为3：1），外包层形成于高分子纳米线外侧且露出AAO模板的高分子纳米线在外包层内。
本实施例取样品40件，分为四组，分别进行如下试验，每组取平均值：
结合强度试验：界面结合强度为 ：2.3 ～ 2.8KN/m。
结合强度试验：拉伸强度220MPa，25℃；屈服强度240MPa，25℃。
腐蚀性实验：采用腐蚀膏实验，表面腐蚀360h，样品表面无明显腐蚀。
冷热冲击实验：将常温的样品先放入冰水混合物中，保存 2min，然后迅速移入沸水中煮 2min，接 下来迅速移入冰、盐水混合物（混合物温度低于-5℃）中，一个循环结束。重复此循环 3000 次观察样品表面无鼓泡、层间分离。
以下实施例中空洞与微孔的形成均采用微针管探入相应纳米孔内输送适量1M盐酸溶液腐蚀1-2min（在腐蚀过程中溶液不停止输送，从而形成流动液体，避免表面张力的作用而阻滞腐蚀的发生），再经去离子水抽吸冲洗完成。
实施例14
本实施例与实施例10的区别仅在于，AAO模板上有20%的纳米孔底部的氧化铝被腐蚀形成空洞。
本实施例取样品40件，分为四组，分别进行如下试验，每组取平均值：
结合强度试验：界面结合强度为 ：2.7 ～ 2.9KN/m。
结合强度试验：拉伸强度280MPa，25℃；屈服强度300MPa，25℃。
腐蚀性实验：采用腐蚀膏实验，表面腐蚀360h，样品表面无明显腐蚀。
冷热冲击实验：将常温的样品先放入冰水混合物中，保存 2min，然后迅速移入沸水中煮 2min，接 下来迅速移入冰、盐水混合物（混合物温度低于-5℃）中，一个循环结束。重复此循环 3000 次观察样品表面无鼓泡、层间分离。
实施例15
本实施例与实施例11的区别仅在于，AAO模板上有20%的纳米孔底部的氧化铝被腐蚀形成空洞。
本实施例取样品40件，分为四组，分别进行如下试验，每组取平均值：
结合强度试验：界面结合强度为 ：2.9 ～ 3.1KN/m。
结合强度试验：拉伸强度290MPa，25℃；屈服强度310MPa，25℃。
腐蚀性实验：采用腐蚀膏实验，表面腐蚀360h，样品表面无明显腐蚀。
冷热冲击实验：将常温的样品先放入冰水混合物中，保存 2min，然后迅速移入沸水中煮 2min，接 下来迅速移入冰、盐水混合物（混合物温度低于-5℃）中，一个循环结束。重复此循环 3000 次观察样品表面无鼓泡、层间分离。
实施例16
本实施例与实施例12的区别仅在于，AAO模板上有20%的纳米孔底部的氧化铝被腐蚀形成空洞。
本实施例取样品40件，分为四组，分别进行如下试验，每组取平均值：
结合强度试验：界面结合强度为 ：2.7 ～ 2.8KN/m。
结合强度试验：拉伸强度270MPa，25℃；屈服强度290MPa，25℃。
腐蚀性实验：采用腐蚀膏实验，表面腐蚀360h，样品表面无明显腐蚀。
冷热冲击实验：将常温的样品先放入冰水混合物中，保存 2min，然后迅速移入沸水中煮 2min，接 下来迅速移入冰、盐水混合物（混合物温度低于-5℃）中，一个循环结束。重复此循环 3000 次观察样品表面无鼓泡、层间分离。
实施例17
本实施例与实施例13的区别仅在于，AAO模板上有20%的纳米孔底部的氧化铝被腐蚀形成空洞。
本实施例取样品40件，分为四组，分别进行如下试验，每组取平均值：
结合强度试验：界面结合强度为 ：2.9 ～ 3.3KN/m。
结合强度试验：拉伸强度180MPa，25℃；屈服强度200MPa，25℃。
腐蚀性实验：采用腐蚀膏实验，表面腐蚀360h，样品表面无明显腐蚀。
冷热冲击实验：将常温的样品先放入冰水混合物中，保存 2min，然后迅速移入沸水中煮 2min，接 下来迅速移入冰、盐水混合物（混合物温度低于-5℃）中，一个循环结束。重复此循环 3000 次观察样品表面无鼓泡、层间分离。
实施例18
本实施例与实施例10的区别仅在于，AAO模板上有20%的纳米孔底部的氧化铝被腐蚀形成空洞，且与空洞相邻的铝基体上被腐蚀形成有微孔，微孔大小0.5微米，具有不光滑表面。
本实施例取样品40件，分为四组，分别进行如下试验，每组取平均值：
结合强度试验：界面结合强度为 ：4.1 ～ 4.9KN/m。
结合强度试验：拉伸强度450MPa，25℃；屈服强度500MPa，25℃。
腐蚀性实验：采用腐蚀膏实验，表面腐蚀360h，样品表面无明显腐蚀。
冷热冲击实验：将常温的样品先放入冰水混合物中，保存 2min，然后迅速移入沸水中煮 2min，接 下来迅速移入冰、盐水混合物（混合物温度低于-5℃）中，一个循环结束。重复此循环 3000 次观察样品表面无鼓泡、层间分离。
实施例19
本实施例与实施例11的区别仅在于，AAO模板上有20%的纳米孔底部的氧化铝被腐蚀形成空洞，且与空洞相邻的铝基体上被腐蚀形成有微孔，微孔大小0.5微米，具有不光滑表面。
本实施例取样品40件，分为四组，分别进行如下试验，每组取平均值：
结合强度试验：界面结合强度为 ：4.3 ～ 4.9KN/m。
结合强度试验：拉伸强度330MPa，25℃；屈服强度390MPa，25℃。
腐蚀性实验：采用腐蚀膏实验，表面腐蚀360h，样品表面无明显腐蚀。
冷热冲击实验：将常温的样品先放入冰水混合物中，保存 2min，然后迅速移入沸水中煮 2min，接 下来迅速移入冰、盐水混合物（混合物温度低于-5℃）中，一个循环结束。重复此循环 3000 次观察样品表面无鼓泡、层间分离。
实施例20
本实施例与实施例12的区别仅在于，AAO模板上有20%的纳米孔底部的氧化铝被腐蚀形成空洞，且与空洞相邻的铝基体上被腐蚀形成有微孔，微孔大小0.5微米，具有不光滑表面。
本实施例取样品40件，分为四组，分别进行如下试验，每组取平均值：
结合强度试验：界面结合强度为 ：4.7 ～ 4.9KN/m。
结合强度试验：拉伸强度380MPa，25℃；屈服强度400MPa，25℃。
腐蚀性实验：采用腐蚀膏实验，表面腐蚀360h，样品表面无明显腐蚀。
冷热冲击实验：将常温的样品先放入冰水混合物中，保存 2min，然后迅速移入沸水中煮 2min，接 下来迅速移入冰、盐水混合物（混合物温度低于-5℃）中，一个循环结束。重复此循环 3000 次观察样品表面无鼓泡、层间分离。
实施例21
本实施例与实施例13的区别仅在于，AAO模板上有20%的纳米孔底部的氧化铝被腐蚀形成空洞，且与空洞相邻的铝基体上被腐蚀形成有微孔，微孔大小0.5微米，具有不光滑表面。
本实施例取样品40件，分为四组，分别进行如下试验，每组取平均值：
结合强度试验：界面结合强度为 ：4.9 ～ 5.2KN/m。
结合强度试验：拉伸强度420MPa，25℃；屈服强度490MPa，25℃。
腐蚀性实验：采用腐蚀膏实验，表面腐蚀360h，样品表面无明显腐蚀。
冷热冲击实验：将常温的样品先放入冰水混合物中，保存 2min，然后迅速移入沸水中煮 2min，接 下来迅速移入冰、盐水混合物（混合物温度低于-5℃）中，一个循环结束。重复此循环 3000 次观察样品表面无鼓泡、层间分离。
本处实施例对本发明要求保护的技术范围中点值未穷尽之处以及在实施例技术方案中对单个或者多个技术特征的同等替换所形成的新的技术方案，同样都在本发明要求保护的范围内；同时本发明方案所有列举或者未列举的实施例中，在同一实施例中的各个参数仅仅表示其技术方案的一个实例（即一种可行性方案），而各个参数之间并不存在严格的配合与限定关系，其中各参数在不违背公理以及本发明述求时可以相互替换，特别声明的除外。
本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述技术手段所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。以上所述是本发明的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种铝基复合材料，至少包括纯铝材质的基体、AAO模板、高分子纳米线以及外包层，所述AA0模板形成于基体表面，所述高分子纳米线形成于AAO模板中且至少部分露出AAO模板，所述外包层形成于高分子纳米线外侧且露出AAO模板的高分子纳米线在外包层内。
2.根据权利要求1所述的铝基复合材料，其特征在于，所述高分子纳米线为取向的。
3.根据权利要求2所述的铝基复合材料，其特征在于，所述高分子纳米线在AAO模板上的分布为均匀或不均匀分布。
4.根据权利要求1所述的铝基复合材料，其特征在于，所述AAO模板上至少部分氧化铝纳米孔，其与基体相接触的底部具有空洞。
5.根据权利要求4所述的铝基复合材料，其特征在于，所述底部具有空洞的部分氧化铝纳米孔中的高分子纳米线透过空洞与基体接触。
6.根据权利要求4所述的铝基复合材料，其特征在于，所述底部具有空洞的部分氧化铝纳米孔的空洞附近的基体被腐蚀有微孔，所述底部具有空洞的部分氧化铝纳米孔中的高分子纳米线透过空洞与基体接触并附着到微孔上。
7.根据权利要求1所述的铝基复合材料，其特征在于，所述外包层为金属镀层或者高分子材料层。
8.根据权利要求1-7任一所述的铝基复合材料，其特征在于，所述复合材料中高分子纳米线在AAO模板中的部分与露出AAO模板的部分的长度比为（1-3）：1。
9.根据权利要求8所述的铝基复合材料，其特征在于，所述高分子纳米线的总长度不低于3-5微米。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN102262989A (zh) * 2011-06-27 2011-11-30 福州大学 阳极氧化铝模板制作方法及利用该模板制作场发射阴极阵列材料方法
CN102794436A (zh) * 2011-05-23 2012-11-28 通用汽车环球科技运作有限责任公司 将金属结合到基底的方法

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