CN106466947B - 一种复合材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种复合材料及其制备方法。本发明实施例复合材料应用于电子设备外壳，包括抗变形材料层和阳极氧化材料层，抗变形材料层和阳极氧化材料层之间通过冶金结合或固相结合，结合区厚度在0.5mm以内；抗变形材料层中的材料的屈服强度300～1500MPa，弹性模量65～300GPa；抗变形材料层中的材料包括铝合金材料，铝基复合材料，不锈钢材料，合金钢铁材料，非晶合金材料，镁合金，或镁基复合材料中至少一种。本发明实施例中复合材料由于表层的阳极氧化材料层使得复合材料能阳极氧化着色获得形成有效均一，色彩丰富的颜色，而又由于复合材料的抗变形材料层使其具有高屈服强度，高弹性模量，保证了该复合材料不易发生弯曲。

Description

一种复合材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及材料技术领域，特别涉及一种复合材料及其制备方法。

背景技术

在消费电子产品迅速发展的今天，手机作为生活必需品几乎人手一部，而选择手机的过程当中，手机外壳的美观程度成为消费者购买手机需要考虑的因素之一，而可以做漂亮装饰性阳极氧化的5系铝合金和6系铝合金不仅有适中的强度，更重要的是可以做出消费者喜欢的均一质感的颜色，如黑色、灰色、本色、玫瑰金色等。

但当前采用5系铝合金或6系铝合金制作的手机后壳仍存在以下问题，由于5系铝合金或6系铝合金弹性模量较小，屈服强度不足，导致消费者在使用过程中会发现其手机会出现弯曲现象，为了避免弯曲结果的发生，就必须要选用更高屈服强度，更高弹性模量的材料，例如高屈服强度，更高弹性模量的铝合金材料或者铝基复合材料(如铝基石墨烯复合材料、铝基碳纳米管复合材料、铝基颗粒状的复合材料等)，这些材料虽然有较好的屈服强度和弹性模量，但由于高强铝合金存在合金化程度过高以及铝基复合材料存在异质材料如石墨烯等，而使这些材料不能较好地进行阳极氧化表面处理，难以形成有效均一的颜色，从而限制其在手机等消费电子领域的应用。

发明内容

本发明实施例提供了一种复合材料及其制备方法，本发明实施例中复合材料既能阳极氧化着色获得形成有效均一，色彩丰富的颜色，又具有高屈服强度，高弹性模量，不易发生弯曲。

本发明实施例第一方面提供了一种复合材料，应用于电子设备外壳，包括抗变形材料层和阳极氧化材料层，所述抗变形材料层和所述阳极氧化材料层之间通过冶金结合或固相结合，所述结合区厚度在0.5mm以内；

所述抗变形材料层中的材料包括铝合金材料、钛合金材料、铝基复合材料、不锈钢材料、合金钢铁材料、非晶合金材料、镁合金、或镁基复合材料中至少一种；其中，所述抗变形材料层中材料的屈服强度300～1500MPa，弹性模量65～300GPa；所述抗变形材料层厚度为0.2～30mm；

所述阳极氧化材料层中的材料为5系铝合金、6系铝合金或纯铝，所述阳极氧化材料层中铝元素含量大于90％；所述阳极氧化材料层厚度为0.005mm～30mm。

结合本发明实施例的第一方面，在本发明实施例的第一方面的第一种可能的实现方式中，

在所述抗变形材料层中的材料包括铝合金材料的情况下，所述抗变形材料层中的材料还包括石墨烯、多壁碳纳米管、镀镍碳化硅中的至少一种。

结合本发明实施例的第一方面或第一方面的第一种可能的实现方式，在本发明实施例的第一方面的第二种可能的实现方式中，

所述复合材料还包括注塑材料层，所述注塑材料层和所述抗变形材料层之间通过冶金结合或固相结合，且所述注塑材料层和所述阳极氧化材料层分别位于所述抗变形材料层的两侧；

所述注塑材料层的材料为5系铝合金、6系铝合金或纯铝，所述注塑材料层中铝元素含量大于90％；

所述注塑材料层厚度为0.005～30mm。

结合本发明实施例的第一方面，第一方面的第一种可能的实现方式或第一方面的第二种可能的实现方式，在本发明实施例的第一方面的第三种可能的实现方式中，

所述抗变形材料的屈服强度350～600MPa，弹性模量65～210GPa。

结合本发明实施例的第一方面，第一方面的第一种可能的实现方式或第一方面的第二种可能的实现方式，在本发明实施例的第一方面的第四种可能的实现方式中，

所述抗变形材料的屈服强度1000～1500MPa，弹性模量180～300GPa。

本发明实施例第二方面提供了一种电子设备的外壳，所述电子设备的外壳由如上述第一方面或第一方面中任一种可能的实施方式所述的复合材料加工得到，所述电子设备的外壳的厚度在0.21～90mm，所述变形材料层的厚度为0.005mm～30mm，所述阳极氧化材料层的厚度为0.2～30mm。

本发明实施例第三方面提供了一种电子设备，包括上述第二方面所述的电子设备的外壳。

本发明实施例第四方面提供了一种复合材料制备方法，包括：

选取阳极氧化材料、抗变形材料，其中，所述抗变形材料的屈服强度300～1500MPa，弹性模量65～300GPa；所述抗变形材料包括铝合金材料、钛合金材料、铝基复合材料、不锈钢材料、合金钢铁材料、非晶合金材料、镁合金、或镁基复合材料中至少一种；所述阳极氧化材料为5系铝合金，6系铝合金或纯铝，所述阳极氧化材料层中铝元素含量大于90％；

将所述阳极氧化材料、所述抗变形材料进行压制处理，得到双层料胚；

将所述双层料胚在所述抗变形材料的热处理制度下进行热处理强化，得到双层复合材料。

结合本发明实施例的第四方面，在本发明实施例的第四方面的第一种可能的实现方式中，

所述热处理制度为T6热处理制度、T8热处理制度、T4热处理制度、T5热处理制度或T2热处理制度。

结合本发明实施例的第四方面或第四方面的第一种可能的实现方式，在本发明实施例的第四方面的第二种可能的实现方式中，

在所述抗变形材料包括铝合金材料的情况下，所述抗变形材料还包括石墨烯、多壁碳纳米管、镀镍碳化硅中的至少一种。

结合本发明实施例的第四方面、第四方面的第一种可能的实现方式或第四方面的第二种可能的实现方式，在本发明实施例的第四方面的第三种可能的实现方式中，

在所述阳极氧化材料和所述抗变形材料均呈粉末状的情况下；

所述将所述阳极氧化材料、所述抗变形材料进行压制处理，得到双层料胚，具体包括：

将所述阳极氧化材料的粉末进行压制，得到0.005～30mm的阳极氧化材料胚体；

将所述抗变形材料的粉末铺在所述阳极氧化材料胚体之上并进行压制，得到0.205～60mm的双层胚体，其中，所述阳极氧化材料的粉末经压制处理后得到的阳极氧化材料层的厚度为0.005～30mm，所述抗变形材料的粉末经压制处理后得到的所述抗变形材料层的厚度为0.2～30mm；

将所述双层胚体置于烧结炉中，以2℃/min～5℃/min的速率升温至0.80Tm～0.90Tm，保温15min～35min；再以9℃/min～18℃/min的升温速率升温至Tm温度，然后以9℃/min～18℃/min的速率降温至0.80Tm～0.90Tm，继续保温70min～105min，冷却后得到双层料胚。

结合本发明实施例的第四方面、第四方面的第一种可能的实现方式或第四方面的第二种可能的实现方式，在本发明实施例的第四方面的第四种可能的实现方式中，

在所述阳极氧化材料和所述抗变形材料均呈粉末状的情况下；

所述将所述阳极氧化材料、所述抗变形材料进行压制处理，得到双层料胚，具体包括：

将所述抗变形材料的粉末进行压制，得到0.005～30mm的抗变形材料胚体；

将所述阳极氧化材料的粉末铺在所述抗变形材料胚体之上并进行压制，得到0.205～60mm的双层胚体，其中，所述阳极氧化材料的粉末经压制处理后得到的阳极氧化材料层的厚度为0.005～30mm，所述抗变形材料的粉末经压制处理后得到的所述抗变形材料层的厚度为0.2～30mm；

将所述双层胚体置于烧结炉中，以2℃/min～5℃/min的速率升温至0.80Tm～0.90Tm，保温15min～35min；再以9℃/min～18℃/min的升温速率升温至Tm温度，然后以9℃/min～18℃/min的速率降温至0.80Tm～0.90Tm，继续保温70min～105min，冷却后得到双层料胚。

结合本发明实施例的第四方面、第四方面的第一种可能的实现方式或第四方面的第二种可能的实现方式，在本发明实施例的第四方面的第五种可能的实现方式中，

在所述阳极氧化材料和所述抗变形材料均呈片材状的情况下；

所述将所述阳极氧化材料、所述抗变形材料进行压制处理，得到双层料胚，具体包括：

将呈片材状的所述阳极氧化材料和呈片材状的所述抗变形材料通过挤压成形或轧制成形，得到双层料胚。

结合本发明实施例的第四方面、第四方面的第一种可能的实现方式或第四方面的第二种可能的实现方式，在本发明实施例的第四方面的第六种可能的实现方式中，

在所述阳极氧化材料和所述抗变形材料中一个呈粉末状、另一个呈片材状的情况下；

所述将所述阳极氧化材料、所述抗变形材料进行压制处理，得到双层料胚，具体包括：

将所述阳极氧化材料、所述抗变形材料中呈粉末状的材料压制为胚体，并经烧结冷却为料胚；

将所述阳极氧化材料、所述抗变形材料中呈片材状的材料与所述料胚，通过挤压成形或轧制成形，得到双层料胚。

本发明实施例第五方面提供了一种复合材料制备方法，包括：

选取阳极氧化材料、抗变形材料和注塑材料，其中，所述抗变形材料的屈服强度300～1500MPa，弹性模量65～300GPa；所述抗变形材料包括铝合金材料、钛合金材料、铝基复合材料、不锈钢材料、合金钢铁材料、非晶合金材料、镁合金、或镁基复合材料中至少一种；所述阳极氧化材料为5系铝合金，6系铝合金或纯铝，所述阳极氧化材料层中铝元素含量大于90％；所述注塑材料为5系铝合金、6系铝合金或纯铝，所述注塑材料中铝元素含量大于90％；

将所述阳极氧化材料、所述抗变形材料和所述注塑材料进行压制处理，得到三层料胚，所述三层料胚的中间层为抗变形材料层，所述抗变形材料经压制处理后形成所述抗变形材料层；

将所述三层料胚在所述抗变形材料的热处理制度下进行热处理强化，得到三层复合材料。

结合本发明实施例的第五方面，在本发明实施例的第五方面的第一种可能的实现方式中，

所述热处理制度为T6热处理制度、T8热处理制度、T4热处理制度、T5热处理制度或T2热处理制度。

结合本发明实施例的第五方面或第五方面的第一种可能的实现方式，在本发明实施例的第五方面的第二种可能的实现方式中，

在所述抗变形材料包括铝合金材料的情况下，所述抗变形材料还包括石墨烯、多壁碳纳米管、镀镍碳化硅中的至少一种。

结合本发明实施例的第五方面、第五方面的第一种可能的实现方式或第五方面的第二种可能的实现方式，在本发明实施例的第五方面的第三种可能的实现方式中，

在所述阳极氧化材料和所述抗变形材料呈粉末状、所述注塑材料呈片材状的情况下；

所述将所述阳极氧化材料、所述抗变形材料和所述注塑材料进行压制处理，得到三层料胚，所述三层料胚的中间层为所述抗变形材料层，包括：

将所述阳极氧化材料的粉末进行压制，得到0.005～30mm的阳极氧化材料胚体；

将所述抗变形材料的粉末铺在所述阳极氧化材料胚体之上并进行压制，得到0.205～60mm的双层胚体，其中，所述阳极氧化材料胚体经压制处理后形成的阳极氧化层的厚度为0.005～30mm，所述抗变形材料经压制处理后形成的所述抗变形材料层的厚度为0.2～30mm；

将所述双层胚体置于烧结炉中，以2℃/min～5℃/min的速率升温至0.80Tm～0.90Tm，保温15min～35min；再以9℃/min～18℃/min的升温速率升温至Tm温度，然后以9℃/min～18℃/min的速率降温至0.80Tm～0.90Tm，继续保温70min～105min，冷却后得到双层料胚；

将呈片材状且厚度为0.005～30mm的注塑材料置于所述双层料胚之下，经挤压成形或轧制成形，得到三层料胚，所述三层料胚的中间层为所述抗变形材料层。

结合本发明实施例的第五方面、第五方面的第一种可能的实现方式或第五方面的第二种可能的实现方式，在本发明实施例的第五方面的第四种可能的实现方式中，

在所述阳极氧化材料和所述抗变形材料呈粉末状、所述注塑材料呈片材状的情况下；

所述将所述阳极氧化材料、所述抗变形材料和所述注塑材料进行压制处理，得到三层料胚，所述三层料胚的中间层为所述抗变形材料层，包括：

将所述抗变形材料的粉末进行压制，得到0.005～30mm的抗变形材料胚体；

将所述阳极氧化材料的粉末铺在所述抗变形材料胚体之上并进行压制，得到0.205～60mm的双层胚体，其中，所述阳极氧化材料胚体经压制处理后形成的阳极氧化层的厚度为0.005～30mm，所述抗变形材料经压制处理后形成的所述抗变形材料层的厚度为0.2～30mm；

将所述双层胚体置于烧结炉中，以2℃/min～5℃/min的速率升温至0.80Tm～0.90Tm，保温15min～35min；再以9℃/min～18℃/min的升温速率升温至Tm温度，然后以9℃/min～18℃/min的速率降温至0.80Tm～0.90Tm，继续保温70min～105min，冷却后得到双层料胚；

将呈片材状且厚度为0.005～30mm的注塑材料置于所述双层料胚之下，经挤压成形或轧制成形，得到三层料胚，所述三层料胚的中间层为所述抗变形材料层。

结合本发明实施例的第五方面、第五方面的第一种可能的实现方式或第五方面的第二种可能的实现方式，在本发明实施例的第五方面的第五种可能的实现方式中，

在所述阳极氧化材料、所述抗变形材料和所述注塑材料均呈粉末状的情况下；

所述将所述阳极氧化材料、所述抗变形材料和所述注塑材料进行压制处理，得到三层料胚，所述抗变形材料经压制处理后形成的抗变形材料层位于所述三层料胚的中间层，包括：

将所述阳极氧化材料的粉末进行压制，得到0.005～30mm的阳极氧化材料胚体；

将所述抗变形材料的粉末铺在所述阳极氧化材料胚体之上并进行压制，得到0.205～60mm的双层胚体；

将所述注塑材料的粉末铺在所述双层胚体之上并进行压制，得到0.21～90mm的三层胚体，其中，所述三层胚体中阳极氧化材料层的厚度为0.005～30mm，所述抗变形材料层的厚度为0.2～30mm，所述注塑材料层厚度为0.005～30mm，所述三层胚体的中间层为所述抗变形材料层；

将所述三层胚体置于烧结炉中，以2℃/min～5℃/min的速率升温至0.80Tm～0.90Tm，保温15min～35min；再以9℃/min～18℃/min的升温速率升温至Tm温度，然后以9℃/min～18℃/min的速率降温至0.80Tm～0.90Tm，继续保温70min～105min，冷却后得到三层料胚。

结合本发明实施例的第五方面、第五方面的第一种可能的实现方式或第五方面的第二种可能的实现方式，在本发明实施例的第五方面的第六种可能的实现方式中，

在所述阳极氧化材料、所述抗变形材料和所述注塑材料均呈粉末状的情况下；

所述将所述阳极氧化材料、所述抗变形材料和所述注塑材料进行压制处理，得到三层料胚，所述抗变形材料经压制处理后形成的抗变形材料层位于所述三层料胚的中间层，包括：

将所述抗变形材料的粉末进行压制，得到0.005～30mm的抗变形材料胚体；

将所述阳极氧化材料的粉末铺在所述抗变形材料胚体之上并进行压制，得到0.205～60mm的双层胚体；

将所述注塑材料的粉末铺在所述双层胚体之上并进行压制，得到0.21～90mm的三层胚体，其中，所述三层胚体中阳极氧化材料层的厚度为0.005～30mm，所述抗变形材料层的厚度为0.2～30mm，所述注塑材料层厚度为0.005～30mm，所述三层胚体的中间层为所述抗变形材料层；

将所述三层胚体置于烧结炉中，以2℃/min～5℃/min的速率升温至0.80Tm～0.90Tm，保温15min～35min；再以9℃/min～18℃/min的升温速率升温至Tm温度，然后以9℃/min～18℃/min的速率降温至0.80Tm～0.90Tm，继续保温70min～105min，冷却后得到三层料胚。

结合本发明实施例的第五方面、第五方面的第一种可能的实现方式或第五方面的第二种可能的实现方式，在本发明实施例的第五方面的第七种可能的实现方式中，

在所述阳极氧化材料、所述抗变形材料和所述注塑材料均呈片材状的情况下；

所述将所述阳极氧化材料、所述抗变形材料和所述注塑材料进行压制处理，得到三层料胚，具体包括：

将呈片材状的所述阳极氧化材料、呈片材状的所述抗变形材料和呈片材状的所述注塑材料通过挤压成形或轧制成形得到三层料胚，其中，所述三层料胚的中间层为所述抗变形材料层。

结合本发明实施例的第五方面、第五方面的第一种可能的实现方式或第五方面的第二种可能的实现方式，在本发明实施例的第五方面的第八种可能的实现方式中，

在所述阳极氧化材料、所述抗变形材料和所述注塑材料中其中一种材料呈粉末状、另外两种材料呈片材状的情况下；

所述将所述阳极氧化材料、所述抗变形材料和所述注塑材料进行压制处理，得到三层料胚，具体包括：

将所述阳极氧化材料、所述抗变形材料和所述注塑材料中呈粉末状的材料压制为胚体；

将所述胚体置于烧结炉中，以2℃/min～5℃/min的速率升温至0.80Tm～0.90Tm，保温15min～35min；再以9℃/min～18℃/min的升温速率升温至Tm温度，然后以9℃/min～18℃/min的速率降温至0.80Tm～0.90Tm，继续保温70min～105min，冷却后得到料胚；

将所述另外两种呈片材状的材料和所述料胚通过挤压成形或轧制成形得到三层料胚，其中，所述三层料胚中间层为抗变形材料层。

从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点：

本发明实施例中复合材料由于表层的阳极氧化材料层使得复合材料能阳极氧化着色获得形成有效均一，色彩丰富的颜色，而又由于复合材料的抗变形材料层使其具有高屈服强度，高弹性模量，保证了该复合材料不易发生弯曲。

附图说明

图1是本发明实施例中复合材料的一个实施例示意图；

图2是本发明实施例中复合材料的另一个实施例示意图；

图3是本发明实施例中复合材料的制备方法的一个实施例示意图；

图4是本发明实施例中复合材料的制备方法的一个实施例示意图。

具体实施方式

本发明实施例提供了一种复合材料及其制备方法，本发明实施例中复合材料既能阳极氧化着色获得形成有效均一，色彩丰富的颜色，又具有高屈服强度，更高弹性模量，不易发生弯曲。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都应当属于本发明保护的范围。

本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

下面先对本发明实施例可能涉及的一些概念进行简单介绍。

5系铝合金：是以Mg为主要合金元素的变形铝合金，即Al-Mg，属于较常用的合金铝系列，含镁量在3-5％之间，又可以称为铝镁合金，主要包括5052、5005、5083及5A05系列等，5系铝合金主要特点为密度低，抗拉强度高，延伸率高。在相同面积下铝镁合金的重量低于其他系列.故常用在航空、船舶方面，比如飞机油箱，在常规工业中应用也较为广泛，加工工艺为连铸连轧，属于热轧铝板系列故能做氧化深加工，5系铝合金是不可热处理强化铝合金。

6系铝合金：是以Mg、Si主要合金元素的变形铝合金，即Al-Mg-Si，6系铝合金是可热处理强化铝合金，目前主要有6063、6061，其他有6082、6125、6262、6060、6005、6463，其中6063、6060、6463在6系铝合金中强度比较低；6262、6005、6082、6061在6系铝合金中强度比较高，6系铝合金特性：中等强度，耐腐蚀性能好，焊接性能好，工艺性能好(易挤压成型)氧化着色性能好，6系铝合金主要应在如汽车行李架、门、窗、车身、散热门、外壳等。

7系铝合金：合金元素以锌为主，但有时也要少量添加了镁、铜，其中超硬铝合金就是含有锌、铅、镁和铜合金接近钢材的硬度，挤压速度较6系铝合金慢，焊接性能好，有良好的耐磨性，可热处理强化，7系铝合金主要应用在航空方面(飞机的承力构件、起落架)、火箭、螺旋桨、航空飞船等，主要包括7075、7005、7003、7055、7050、7072等，其中7005和7075是7系中最高的档次，7075铝板是经消除应力的,加工后不会变形、翘曲，7075铝板的热导性高,可以缩短成型时间，提高工作效率，主要特点是硬度大，7075是高硬度、高强度的铝合金。

屈服强度：是金属材料发生屈服现象时的屈服极限，亦即抵抗微量塑性变形的应力。对于无明显屈服的金属材料，规定以产生0.2％残余变形的应力值为其屈服极限，称为条件屈服极限或屈服强度。大于此极限的外力作用，将会使零件永久失效，无法恢复。如低碳钢的屈服极限为207MPa，当大于此极限的外力作用之下，零件将会产生永久变形，小于这个的，零件还会恢复原来的样子。

弹性模量：弹性模量的一般定义是应力除以应变，材料在弹性变形阶段，其应力和应变成正比例关系(即符合胡克定律)，其比例系数称为弹性模量。弹性模量的单位是达因每平方厘米或GPa，弹性模量是描述物质弹性的一个物理量，是一个总称，包括杨氏模量、剪切模量、体积模量等。

弹性模量可视为衡量材料产生弹性变形难易程度的指标，其值越大，使材料发生一定弹性变形的应力也越大，即材料刚度越大，亦即在一定应力作用下，发生弹性变形越小。弹性模量E是指材料在外力作用下产生单位弹性变形所需要的应力。它是反映材料抵抗弹性变形能力的指标，相当于普通弹簧中的刚度。

延伸率(δ)：材料在拉伸断裂后，总伸长与原始标距长度的百分比。工程上常将δ≥5％的材料称为塑性材料，如常温静载的低碳钢、铝、铜等；而把δ≤5％的材料称为脆性材料，如常温静载下的铸铁、玻璃、陶瓷等。

抗拉强度：即表征材料最大均匀塑性变形的抗力，拉伸试样在承受最大拉应力之前，变形是均匀一致的，但超出之后，金属开始出现缩颈现象，即产生集中变形；对于没有(或很小)均匀塑性变形的脆性材料，它反映了材料的断裂抗力。符号为Rm(GB/T 228-1987旧国标规定抗拉强度符号为σb)，单位为MPa。

硬度，物理学专业术语，材料局部抵抗硬物压入其表面的能力称为硬度。固体对外界物体入侵的局部抵抗能力，是比较各种材料软硬的指标，包括洛氏硬度HR、布氏硬度HB、维氏硬度HV、显微硬度HM、里氏硬度HL、肖氏硬度HS、巴氏硬度HBa、韦氏硬度HW等。

挤压成形：坯料在三向不均匀压应力作用下，从模具的孔口或缝隙挤出使之横截面积减小长度增加，成为所需制品的加工方法叫挤压，坯料的这种加工叫挤压成形。

轧制成形：也称成形轧制，是利用旋转的轧辊使金属坯料逐步变形制成工件的锻造成形方法，属于旋转锻造，成形轧制时的变形是逐步的、连续的、旋转的，所以生产效率高，设备运转平稳，易于实现机械化和自动化，成形轧制一般分为纵轧、横轧和斜轧。

纯铝：一般所称纯铝指的是工业纯铝，工业纯铝一般定为纯度为99.0％～99.9％的铝，中国定为纯度为98.8％～99.7％的铝。

如下表1所示，一些材料的参数对比如下：

表1

上表1中5052-H32为5系铝合金中广泛使用做电子设备(如手机)等外壳的材料，6063-T6为6系铝合金中广泛使用做电子设备(如手机)等外壳的材料，由于5系铝合金或6系铝合金弹性模量较小，屈服强度不足，导致消费者在使用过程中会发现其手机会出现弯曲现象。

而一些高屈服强度和高弹性模量的材料(如上述表1中7系铝合金7003-T5、7055-T7、7075-T6等)由于不能较好地进行阳极氧化表面处理，难以形成有效均一的颜色，由于这一致命缺陷，从而限制其在手机等消费电子领域的应用。

基于此，本发明实施例中提供了一种复合材料及其制备方法，使得该复合材料既能保证材料阳极氧化的效果，又能避免出现弯曲现象。

下面继续探讨本发明实施例的技术方案。

先介绍本发明实施例提供的复合材料，本发明实施例提供的复合材料主要应用于电子设备外壳，例如手机、平板、智能穿戴设备等。

如图1所示，一种复合材料，包括抗变形材料层101，以及结合在所述抗变形材料层表面的阳极氧化材料层102；

其中，所述抗变形材料层中的材料的屈服强度300～1500MPa，弹性模量65～300GPa；

所述抗变形材料层中的材料可以包括铝合金材料、钛合金材料、铝基复合材料、不锈钢材料、合金钢铁材料、非晶合金材料、镁合金、或镁基复合材料中至少一种；其中，铝基复合材料可以是铝基石墨烯复合材料，铝基碳纳米管复合材料，铝基碳化硅复合材料，或铝基石墨烯和碳纳米管同时掺杂的复合材料等。

所述阳极氧化材料层中的材料可以为5系铝合金，6系铝合金或纯铝，所述阳极氧化材料层中铝元素含量大于90％；

本发明实施例中复合材料由于表层的阳极氧化材料层使得复合材料能阳极氧化着色获得形成有效均一，色彩丰富的颜色，而又由于复合材料的抗变形材料层使其具有高屈服强度，高弹性模量，保证了该复合材料不易发生弯曲。

作为本发明的另一个实施例，在所述抗变形材料层中的材料包括铝合金材料的情况下，所述抗变形材料层中的材料还包括石墨烯、多壁碳纳米管、镀镍碳化硅中的至少一种。

本实施例中，经过发明人的不断测试，所述抗变形材料的屈服强度300～1500MPa，弹性模量65～300GPa时，可以很好的满足电子设备外壳的高强度，此时由上述复合材料制成的电子设备外壳在正常使用情况下极难弯曲，而阳极氧化材料层中铝元素含量大于90％才能保证阳极氧化效果最佳。

作为优选，在本发明一些实施例中，阳极氧化材料层101中铝元素含量可以大于95％，以达到更好的阳极氧化效果。

当所述抗变形材料层中的材料为高强度铝合金时，例如7系铝合金中的7075，所述抗变形材料层中材料的屈服强度350～600MPa，弹性模量65～210GPa，作为优选，可以是屈服强度450～550MPa，弹性模量75～180GPa。

当所述抗变形材料层中的材料为不锈钢材质时，所述抗变形材料层中材料的弹性模量在180～300GPa以上，屈服强度在1000～1500MPa，作为优选，可以是弹性模量在200～250GPa以上，屈服强度在1100～1400MPa。

作为优选，所述抗变形材料层中材料的抗拉强度510～2000MPa，硬度130～900HV，延伸率＞5％；进一步的，所述抗变形材料层中材料可以是：抗拉强度600～700MPa，屈服强度350～600MPa，弹性模量80～210GPa，硬度150～400HV，延伸率＞5.5％。

本实施例中，作为优选，为了适应不同电子设备外壳的需要，电子设备外壳的厚度的取值范围可以是在0.21～60mm，其中，所述阳极氧化材料层101厚度可以为0.005mm～30mm，所述抗变形材料层102厚度可以为0.2～30mm。

如图2所示，所述复合材料还可以包括注塑材料层103，所述注塑材料层103和所述抗变形材料层102之间通过冶金结合或固相结合，且所述注塑材料层和所述阳极氧化材料层101分别位于所述抗变形材料层102的两侧，此时，电子设备外壳的厚度的取值范围可以是在0.21～90mm，其中，所述阳极氧化材料层101厚度可以为0.005mm～30mm，所述抗变形材料层102厚度可以为0.2～30mm，所述注塑材料层厚度可以为0.005～30mm。

一般情况下，电子设备外壳一面需要着色(阳极氧化材料层)，一面需要与塑料件进行微米或纳米孔洞原理类的注塑结合(注塑材料层)，在本发明一些实施例中，电子设备的外壳两面均需要着色，因此所述注塑材料也可以为5系铝合金、6系铝合金或纯铝，同样的，为了取得好的阳极氧化效果，所述注塑材料层中铝元素含量大于90％，作为优选，在本发明一些实施例中所述注塑材料层中铝元素含量同样可以是大于95％。

当所述复合材料用于电子设备外壳时，作为优选，所述阳极氧化材料层厚度为0.005～0.3mm，所述抗变形材料层厚度为0.1～1mm，所述注塑材料层厚度为0.005～0.3mm，此时，电子设备外壳的厚度的取值范围可以是在0.11～1.6mm。

进一步的，当所述复合材料用于制作手机外壳时，由于手机外壳的厚度较薄，优选的，所述阳极氧化材料层厚度为0.005～0.1mm，所述抗变形材料层厚度为0.4～0.8mm，所述注塑材料层厚度为0.005～0.1mm，此时，电子设备外壳的厚度的取值范围可以是在0.41～1mm。

本发明实施例中同时提供一种电子设备的外壳，所述电子设备的外壳由上述实施例中任一种复合材料加工得到，所述电子设备外壳的厚度在0.21～90mm，所述变形材料层的厚度为0.005mm～30mm，所述阳极氧化材料层的厚度为0.2～30mm。

本发明实施例中同时还提供一种电子设备，所述电子设备包括如上所述电子设备的外壳。

下面介绍本发明实施例中复合材料的制备方法的实施例。

请参阅图3，本发明实施例中复合材料的制备方法的一个实施例包括：

301、选取阳极氧化材料、抗变形材料；

其中，所述抗变形材料的屈服强度300～1500MPa，弹性模量65～300GPa；所述抗变形材料包括铝合金材料(如7系铝合金中7075等)，铝基复合材料，不锈钢材料，合金钢铁材料，非晶合金材料，镁合金，或镁基复合材料中至少一种；所述阳极氧化材料为5系铝合金，6系铝合金或纯铝，所述阳极氧化材料层中铝元素含量大于90％；

本实施例中，所述阳极氧化材料、所述抗变形材料均可以呈粉末状或片材状。

可选的，在所述抗变形材料包括铝合金材料的情况下，所述抗变形材料还可以包括石墨烯、多壁碳纳米管、镀镍碳化硅中的至少一种。

302、将所述阳极氧化材料、所述抗变形材料进行压制处理，得到双层料胚；

本实施例中，所述压制处理可以是烧结、挤压成形或轧制成形。

在所述阳极氧化材料和所述抗变形材料均呈粉末状的情况下，所述将所述阳极氧化材料、所述抗变形材料进行压制处理，得到双层料胚，可以包括：

将所述阳极氧化材料的粉末进行压制，得到0.005～30mm的阳极氧化材料胚体；

将所述抗变形材料的粉末铺在所述阳极氧化材料胚体之上并进行压制，得到0.205～60mm的双层胚体，其中，所述阳极氧化材料的粉末经压制处理后得到的阳极氧化材料层的厚度为0.005～30mm，所述抗变形材料的粉末经压制处理后得到的所述抗变形材料层的厚度为0.2～30mm；

将所述双层胚体置于烧结炉中，以2℃/min～5℃/min的速率升温至0.80Tm～0.90Tm，保温15min～35min；再以9℃/min～18℃/min的升温速率升温至Tm温度，然后以9℃/min～18℃/min的速率降温至0.80Tm～0.90Tm，继续保温70min～105min，冷却后得到双层料胚。

作为本发明的另一个实施例，在所述阳极氧化材料和所述抗变形材料均呈粉末状的情况下；

所述将所述阳极氧化材料、所述抗变形材料进行压制处理，得到双层料胚，具体包括：

将所述抗变形材料的粉末进行压制，得到0.005～30mm的抗变形材料胚体；

将所述阳极氧化材料的粉末铺在所述抗变形材料胚体之上并进行压制，得到0.205～60mm的双层胚体，其中，所述阳极氧化材料的粉末经压制处理后得到的阳极氧化材料层的厚度为0.005～30mm，所述抗变形材料的粉末经压制处理后得到的所述抗变形材料层的厚度为0.2～30mm；

将所述双层胚体置于烧结炉中，以2℃/min～5℃/min的速率升温至0.80Tm～0.90Tm，保温15min～35min；再以9℃/min～18℃/min的升温速率升温至Tm温度，然后以9℃/min～18℃/min的速率降温至0.80Tm～0.90Tm，继续保温70min～105min，冷却后得到双层料胚。其中，所述阳极氧化材料粉末的平均粒径D1满足：0μm＜D1≤60μm，优选0μm＜D1≤30μm，所述抗变形材料粉末的平均粒径D2满足：0μm＜D2≤60μm,优选0μm＜D1≤30μm。

将所述阳极氧化材料的粉末进行压制，得到0.005～30mm的阳极氧化材料胚体；将所述抗变形材料的粉末铺在所述阳极氧化材料胚体之上并进行压制，得到0.205～60mm的双层胚体，具体可以包括：在底部平整四周封闭的粉末模具(可预先制作好，例如四边形结构的粉末模具，尺寸不限)平铺阳极氧化材料粉末，将阳极氧化材料粉末压制平整(用底部平整的工具手工或及利用机器设备压制)，得到阳极氧化材料胚体；将抗变形材料粉末平铺于所述阳极氧化材料胚体之上；一起压制成双层胚体。

在所述阳极氧化材料和所述抗变形材料均呈片材状的情况下，所述将所述阳极氧化材料、所述抗变形材料进行压制处理，得到双层料胚，具体可以包括：

将呈片材状的所述阳极氧化材料和呈片材状的所述抗变形材料通过挤压成形或轧制成形得到双层料胚。

在所述阳极氧化材料和所述抗变形材料中一个呈粉末状，一个呈片材状的情况下，所述将所述阳极氧化材料、所述抗变形材料进行压制处理，得到双层料胚，具体可以包括：将所述阳极氧化材料、所述抗变形材料中呈粉末状的材料压制为胚体，并经烧结冷却为料胚；将所述阳极氧化材料、所述抗变形材料中呈片材状的材料与所述料胚，通过挤压成形或轧制成形，得到双层料胚。

303、将所述双层料胚在所述抗变形材料的热处理制度下进行热处理强化，得到双层复合材料。

本实施例中，热处理的作用是在料胚的基础上增加复合材料的强度，所述热处理制度可以是T6热处理制度、T8热处理制度、T4热处理制度、T5热处理制度或T2热处理制度等。

当所述抗变形材料为一种时，即在该抗变形材料的热处理制度下进行热处理强化，得到双层复合材料，例如所述抗变形材料为铝合金材料、钛合金材料、铝基复合材料、不锈钢材料、合金钢铁材料、非晶合金材料、镁合金、或镁基复合材料中一种时，则在该抗变形材料的热处理制度下进行热处理强化，当所述抗变形材料为多种材料时，则在该抗变形材料的基材的热处理制度下进行热处理强化，例如所述抗变形材料包括石墨烯、多壁碳纳米管、镀镍碳化硅中的至少一种和铝合金材料，则在铝合金材料的热处理制度下进行热处理强化。

本发明实施例中，在制作得到双层复合材料后，对双层复合材料进行温锻成形，形成电子设备外壳大致形状，然后再经计算机数字控制机床(英文全称：ComputerizedNumerical Control Machine，英文简称：CNC)加工成电子设备外壳，对CNC处理后的电子设备外壳表层(阳极氧化材料层)进行阳极氧化着色处理，上述温锻成形和CNC加工与电子设备外壳本身设计的形状相关，此处不一一赘述。

下面结合一个具体应用场景对本发明图3所述实施例进行描述：

本具体实施例中，所述阳极氧化材料为纯铝粉末，所述抗变形材料为7075铝合金粉末；

步骤一：选取纯铝粉末，纯度为99.7％，平均粒径为15μm左右；选取7075铝合金粉末，平均粒径为15μm左右；

步骤二：先将7075粉末平铺于预先制备的四方形粉末模具下方，压制(轻压密实化)得到胚体；再将纯铝粉末平铺于7075铝合金粉末之上，然后和纯铝粉末一起压制(重压密实化)成双层料胚；

步骤三：将双层料胚置于烧结炉中，以3℃/min的速率升温至7075铝合金的0.85Tm(Tm为7075铝合金熔点，以下类同)，保温20min；再以15℃/min的升温速率升温至Tm温度，然后以15℃/min的速率降温至0.85Tm，继续保温70min，待其冷却后可以得到双层料胚；

步骤四：将所述双层料胚在7075铝合金的T6热处理制度下进行热处理强化，得到双层复合材料。

此时得到的双层复合材料上层是纯铝，下层是7075铝合金。

本发明实施例中，轻压密实化是得到致密度在60％以上的胚体；重压密实化是得到致密度在80％以上的胚体(下同)。

下面结合另一个具体应用场景对本发明图3所述实施例进行描述：

本具体实施例中，所述阳极氧化材料为6061铝合金粉末，所述抗变形材料为7075铝合金粉末和铝基石墨烯片；

步骤一：选取6061铝合金粉末，平均粒径为20μm左右；选取7075铝合金粉末，平均粒径为18μm左右，选取厚度为4nm的铝基石墨烯片；

步骤二：先将7075铝合金粉末和铝基石墨烯片均匀混合后平铺于预先制备的四方形粉末模具下方，轻压密实化得到胚体；再将6061铝合金粉末平铺于该胚体之上，然后和6061铝合金粉末一起压制(重压密实化)成双层胚体；

步骤三：将双层料胚置于烧结炉中，以5℃/min的速率升温至铝基石墨烯的0.9Tm(Tm为7075铝合金的熔点，以下类同)，保温25min；再以13℃/min的升温速率升温至Tm温度，然后以13℃/min的速率降温至0.9Tm，继续保温80min，待其冷却后可以得到双层料胚；

步骤四：将所述双层料胚在铝基的T8热处理制度下进行热处理强化，得到双层复合材料。

此时，得到的双层复合材料上层是6061铝合金，下层是铝基石墨烯复合材料。

上面介绍双层复合材料的制备方法，下面介绍三层复合材料的制备方法，请参阅图4，本发明实施例中复合材料的制备方法的一个实施例包括：

401、选取阳极氧化材料、抗变形材料和注塑材料；

其中，所述抗变形材料的屈服强度300～1500MPa，弹性模量65～300GPa；所述抗变形材料包括铝合金材料，铝基复合材料，不锈钢材料，合金钢铁材料，非晶合金材料，镁合金，或镁基复合材料中至少一种；所述阳极氧化材料为5系铝合金，6系铝合金或纯铝，所述阳极氧化材料层中铝元素含量大于90％；

本实施例中，所述注塑材料可以为5系铝合金，6系铝合金或纯铝，所述阳极氧化材料层中铝元素含量大于90％。

本实施例中，所述阳极氧化材料、所述抗变形材料和所述注塑材料均可以为粉末状或片材状；

需要说明的是，在所述抗变形材料包括铝合金材料的情况下，所述抗变形材料还可以包括石墨烯、多壁碳纳米管、镀镍碳化硅中的至少一种。

402、将所述阳极氧化材料、所述抗变形材料和所述注塑材料进行压制处理，得到三层料胚；

其中，所述三层料胚的中间层为抗变形材料层，所述抗变形材料经压制处理后形成所述抗变形材料层，所述压制处理可以包括烧结、挤压成形或轧制成形中至少一种。

需要说明的是，在所述阳极氧化材料和所述抗变形材料呈粉末状、所述注塑材料呈片材状情况下，所述将所述阳极氧化材料、所述抗变形材料和所述注塑材料进行压制处理，得到三层料胚，所述抗变形材料经压制处理后形成的抗变形材料层位于所述三层料胚的中间层，具体可以包括：

将所述阳极氧化材料的粉末进行压制，得到0.005～30mm的阳极氧化材料胚体；

将所述抗变形材料的粉末铺在所述阳极氧化材料胚体之上并进行压制，得到0.205～60mm的双层胚体，其中，所述阳极氧化材料胚体经压制处理后形成的阳极氧化层的厚度为0.005～30mm，所述抗变形材料经压制处理后形成的所述抗变形材料层的厚度为0.2～30mm；

将所述双层胚体置于烧结炉中，以2℃/min～5℃/min的速率升温至0.80Tm～0.90Tm，保温15min～35min；再以9℃/min～18℃/min的升温速率升温至Tm温度，然后以9℃/min～18℃/min的速率降温至0.80Tm～0.90Tm，继续保温70min～105min，冷却后得到双层料胚。

将呈片材状且厚度为0.005～30mm的注塑材料置于所述双层料胚之下，经挤压成形或轧制成形，得到三层料胚，所述三层料胚的中间层为所述抗变形材料层。

其中，若所述抗变形材料是由多种材料组成，则Tm为其中任一种材料的熔点或材料熔点最高的熔点值。

其中，将所述阳极氧化材料粉末和所述抗变形材料粉末压制成双层胚体，还可以包括：在底部平整四周封闭的粉末模具平铺抗变形材料粉末，将抗变形材料粉末平整，得到抗变形材料粉末胚体；将阳极氧化材料粉末平铺于所述抗变形材料粉末胚体之上；将阳极氧化材料粉末和所述抗变形材料粉末胚体一起压制成双层胚体。

作为本发明的另一个实施例，在所述阳极氧化材料和所述抗变形材料呈粉末状、所述注塑材料呈片材状的情况下；

所述将所述阳极氧化材料、所述抗变形材料和所述注塑材料进行压制处理，得到三层料胚，所述三层料胚的中间层为所述抗变形材料层，包括：

将所述抗变形材料的粉末进行压制，得到0.005～30mm的抗变形材料胚体；

将所述阳极氧化材料的粉末铺在所述抗变形材料胚体之上并进行压制，得到0.205～60mm的双层胚体，其中，所述阳极氧化材料胚体经压制处理后形成的阳极氧化层的厚度为0.005～30mm，所述抗变形材料经压制处理后形成的所述抗变形材料层的厚度为0.2～30mm；

将所述双层胚体置于烧结炉中，以2℃/min～5℃/min的速率升温至0.80Tm～0.90Tm，保温15min～35min；再以9℃/min～18℃/min的升温速率升温至Tm温度，然后以9℃/min～18℃/min的速率降温至0.80Tm～0.90Tm，继续保温70min～105min，冷却后得到双层料胚；

将呈片材状且厚度为0.005～30mm的注塑材料置于所述双层料胚之下，经挤压成形或轧制成形，得到三层料胚，所述三层料胚的中间层为所述抗变形材料层。

在所述阳极氧化材料、所述抗变形材料和所述注塑材料均呈粉末状的情况下，所述将所述阳极氧化材料、所述抗变形材料和所述注塑材料进行压制处理，得到三层料胚，所述抗变形材料经压制处理后形成的抗变形材料层位于所述三层料胚的中间层，包括：

将所述阳极氧化材料的粉末进行压制，得到0.005～30mm的阳极氧化材料胚体；

将所述抗变形材料的粉末铺在所述阳极氧化材料胚体之上并进行压制，得到0.205～60mm的双层胚体；

将所述注塑材料的粉末铺在所述双层胚体之上并进行压制，得到0.21～90mm的三层胚体，其中，所述三层胚体中阳极氧化材料层的厚度为0.005～30mm，所述抗变形材料层的厚度为0.2～30mm，所述注塑材料层厚度为0.005～30mm，所述三层胚体的中间层为所述抗变形材料层；

将所述三层胚体置于烧结炉中，以2℃/min～5℃/min的速率升温至0.80Tm～0.90Tm，保温15min～35min；再以9℃/min～18℃/min的升温速率升温至Tm温度，然后以9℃/min～18℃/min的速率降温至0.80Tm～0.90Tm，继续保温70min～105min，冷却后得到三层料胚。

作为本发明的另一个实施例，在所述阳极氧化材料、所述抗变形材料和所述注塑材料均呈粉末状的情况下；

所述将所述阳极氧化材料、所述抗变形材料和所述注塑材料进行压制处理，得到三层料胚，所述抗变形材料经压制处理后形成的抗变形材料层位于所述三层料胚的中间层，包括：

将所述抗变形材料的粉末进行压制，得到0.005～30mm的抗变形材料胚体；

将所述阳极氧化材料的粉末铺在所述抗变形材料胚体之上并进行压制，得到0.205～60mm的双层胚体；

将所述注塑材料的粉末铺在所述双层胚体之上并进行压制，得到0.21～90mm的三层胚体，其中，所述三层胚体中阳极氧化材料层的厚度为0.005～30mm，所述抗变形材料层的厚度为0.2～30mm，所述注塑材料层厚度为0.005～30mm，所述三层胚体的中间层为所述抗变形材料层；

将所述三层胚体置于烧结炉中，以2℃/min～5℃/min的速率升温至0.80Tm～0.90Tm，保温15min～35min；再以9℃/min～18℃/min的升温速率升温至Tm温度，然后以9℃/min～18℃/min的速率降温至0.80Tm～0.90Tm，继续保温70min～105min，冷却后得到三层料胚。

在所述阳极氧化材料、所述抗变形材料和所述注塑材料均呈片材状的情况下，所述将所述阳极氧化材料、所述抗变形材料和所述注塑材料进行压制处理，得到三层料胚，具体可以包括：

将呈片材状的所述阳极氧化材料、呈片材状的所述抗变形材料和呈片材状的所述注塑材料通过挤压成形或轧制成形得到三层料胚，其中，所述三层料胚的中间层为所述抗变形材料层。

在所述阳极氧化材料、所述抗变形材料和所述注塑材料中其中一种材料呈粉末状，另外两种材料呈片材状的情况下，所述将所述阳极氧化材料、所述抗变形材料和所述注塑材料进行压制处理，得到三层料胚，具体包括：

将所述阳极氧化材料、所述抗变形材料和所述注塑材料中粉末状的材料压制为胚体；

将所述胚体置于烧结炉中，以2℃/min～5℃/min的速率升温至0.80Tm～0.90Tm，保温15min～35min；再以9℃/min～18℃/min的升温速率升温至Tm温度，然后以9℃/min～18℃/min的速率降温至0.80Tm～0.90Tm，继续保温70min～105min，冷却后得到料胚；

将所述另外两种呈片材状的材料和所述料胚通过挤压成形或轧制成形得到三层料胚，其中，所述三层料胚中间层为抗变形材料层。

403、将所述三层料胚在所述抗变形材料的热处理制度下进行热处理强化，得到三层复合材料。

本实施例中，热处理的作用是在料胚的基础上增加复合材料的强度，所述热处理制度可以是T6热处理制度、T8热处理制度、T4热处理制度、T5热处理制度或T2热处理制度等。

当所述抗变形材料为一种时，即在该抗变形材料的热处理制度下进行热处理强化，得到双层复合材料，例如所述抗变形材料为铝合金材料、钛合金材料、铝基复合材料、不锈钢材料、合金钢铁材料、非晶合金材料、镁合金、或镁基复合材料中一种时，则在该抗变形材料的热处理制度下进行热处理强化，当所述抗变形材料为多种材料时，则在该抗变形材料的基材的热处理制度下进行热处理强化，例如所述抗变形材料包括石墨烯、多壁碳纳米管、镀镍碳化硅中的至少一种和铝合金材料，则在铝合金材料的热处理制度下进行热处理强化。

本发明实施例中，在制作得到三层复合材料后，对三层复合材料进行温锻成形，形成电子设备外壳大致形状，然后再经计算机数字控制机床(英文全称：ComputerizedNumerical Control Machine，英文简称：CNC)加工成电子设备外壳，对CNC处理后的电子设备外壳表层(阳极氧化材料层)进行阳极氧化着色处理，同时在电子设备外壳最里层(注塑材料层)，进行纳米注塑成形处理与塑胶件进行结合，上述温锻成形和CNC加工与电子设备本身设计的形状相关，此处不一一赘述。

下面结合一个具体应用场景对本发明图4所述实施例进行描述：

本具体实施例中，所述阳极氧化材料为纯铝粉末，所述抗变形材料为7075铝合金粉末，所述注塑材料为6063铝合金片材；

步骤一：选取纯铝粉末，纯度为99.7％，平均粒径为16μm左右；选取7075铝合金粉末，平均粒径为15μm左右；选取6063铝合金片材，厚度为0.5mm；

步骤二：先将7075粉末平铺于预先制备的四方形粉末模具下方，轻压密实化得到胚体；再将纯铝粉末平铺于7075铝合金粉末之上一起压制(重压密实化)成双层料胚；

步骤三：将双层料胚置于烧结炉中，以3℃/min的速率升温至7075的0.8Tm(Tm为70575铝合金熔点，以下类同)，保温20min；再以15℃/min的升温速率升温至Tm温度，然后以15℃/min的速率降温至0.90Tm，继续保温70min，待其冷却后可以得到双层料胚；

步骤四：将6063片材0.3mm置于双层料胚之下(根据不同的厚度要求可以放置至少一片)，然后同时挤压成形，得到三明治结构的三层料胚，其中上层为纯铝，中层为7075铝合金，下层为6063铝合金；

步骤五：将所述三层料胚在7075铝合金的T6热处理制度下进行热处理强化，得到三层复合材料。

此时得到的复合材料，上层是纯铝、中间层是7075铝合金，下层是6063铝合金。

在得到三层复合材料后，可以对该三层复合材料进行温锻成形，形成手机外壳大致形状，然后再CNC加工成手机外壳，对CNC处理后的手机外壳表层(阳极氧化材料层)进行阳极氧化着色处理(着色是各种颜色)，同时在手机外壳里层(注塑材料层)，进行纳米注塑成形处理与塑胶件进行结合。

下面结合另一个具体应用场景对本发明图4所述实施例进行描述：

本具体实施例中，所述阳极氧化材料为6061铝合金粉末，所述抗变形材料为7075铝合金粉末和多壁碳纳米管，所述注塑材料为6063铝合金片材；

步骤一：选取6061铝合金粉末，平均粒径为18μm左右；选取7075铝合金粉末，平均粒径为18μm左右，选取6063铝合金片材，厚度为0.7mm，以及多壁碳纳米管；

步骤二：先将7075铝合金粉末和多壁碳纳米管均匀混合后平铺于预先制备的四方形粉末模具下方，轻压密实化得到胚体；再将6061铝合金粉末平铺于该胚体之上一起压制(重压密实化)成双层胚体；

步骤三：将双层胚体置于烧结炉中，以4℃/min的速率升温至7075的0.9Tm(Tm为7075铝合金的熔点，以下类同)，保温25min；再以13℃/min的升温速率升温至Tm温度，然后以13℃/min的速率降温至0.85Tm，继续保温85min，待其冷却后可以得到双层料胚；

步骤四：将6061片材置于双层料胚之下，然后同时挤压成形，得到三明治结构的三层料胚，其中上层为6061铝合金层，中层为7075铝合金和多壁碳纳米管，下层为6061铝合金；

步骤五：将所述三层料胚在7075铝合金的T8热处理制度下进行热处理强化，得到三层复合材料。

下面结合另一个具体应用场景对本发明图4所述实施例进行描述：

本具体实施例中，所述阳极氧化材料为纯铝粉末，所述抗变形材料为7075铝合金粉末、碳纳米管和石墨烯铝合金粉末，所述注塑材料为6063铝合金片材；

步骤一：选取纯铝粉末，纯度为99.85％，平均粒径为25μm左右；选取7075铝合金粉末，平均粒径为28μm左右；选取6063铝合金片材，厚度为0.7mm；以及多壁碳纳米管，及平均约5nm厚的块状石墨烯；

步骤二：先将7075粉末、多壁碳纳米管及块状石墨烯均匀混合后平铺于预先制备的四方形粉末模具下方，轻压密实化得到胚体，其中碳纳米管占混合粉末的体积百分比为2％左右；再将6061铝合金粉末平铺于该胚体之上，一起压制(重压密实化)成双层胚体；

步骤三：将双层胚体置于烧结炉中，以2℃/min的速率升温至7075的0.85Tm(Tm为熔点，以下类同)，保温35min；再以11℃/min的升温速率升温至Tm温度，然后以11℃/min的速率降温至0.85Tm，继续保温90min，待其冷却后可以得到双层料胚；

步骤四：将6063片材置于双层料胚之下(根据厚度需要放置至少一片)，然后同时挤压成形，得到三明治结构的三层料胚，其中上层为6061铝合金层，中层为7075铝合金、壁碳纳米管及块状石墨烯，下层为6063铝合金；

步骤五：将所述三层料胚在7075铝合金的T6热处理制度下进行热处理强化，得到三层复合材料。

下面结合另一个具体应用场景对本发明图4所述实施例进行描述：

本具体实施例中，所述阳极氧化材料为6063铝合金粉末，所述抗变形材料为7075铝合金粉末、镀Ni碳化硅粉末和块状石墨烯，所述注塑材料为6063铝合金片材；

步骤一：选取6063铝合金粉末，平均粒径为35μm左右；选取7075铝合金粉末，平均粒径为22μm左右；选取6063铝合金片材，厚度为0.7mm；以及镀Ni碳化硅粉末，平均粒径10μm左右，及平均约6nm厚的块状石墨烯；

步骤二：先将7075粉末、镀Ni碳化硅粉末及块状石墨烯均匀混合后平铺于预先制备的四方形粉末模具下方，轻压密实化得到胚体，其中镀Ni碳化硅粉末占混合粉末的体积百分比为3％左右，石墨烯体积百分比占比为2％左右；再将6063铝合金粉末平铺于该胚体之上一起压制成双料胚，重压密实化；

步骤三：将双层胚体置于烧结炉中，以4℃/min的速率升温至7075的0.82Tm(Tm为7075铝合金的熔点，以下类同)，保温25min；再以16℃/min的升温速率升温至Tm温度，然后以14℃/min的速率降温至0.82Tm，继续保温100min，待其冷却后可以得到双层料胚；

步骤四：将纯铝片材2mm置于双层料胚之下，然后同时轧制成形，得到三明治结构的三层料胚，其中上层为6063铝合金层，中层为7075基碳化硅石墨烯铝合金，下层为纯铝；

步骤五：将所述三层料胚在7075铝合金的T6热处理制度下进行热处理强化，得到三层复合材料。

下面结合另一个具体应用场景对本发明图4所述实施例进行描述：

本具体实施例中，所述阳极氧化材料为纯铝粉末，所述抗变形材料为7075铝合金粉末、石墨烯片，所述注塑材料为纯铝粉末；

步骤一：选取纯铝粉末，纯度为99.7％，平均粒径为15μm左右；选取7075铝合金粉末，平均粒径为15μm左右平均厚度为4nm的石墨烯片；

步骤二：先将纯铝粉末平铺于预先制备的四方形粉末模具下方，轻压密实化得到胚体，再将7075粉末和石墨烯混合均匀后平铺于该胚体之上，轻压密实化得到双层料胚；再将纯铝粉末均匀平铺于该双层料胚之上一起压制(重压密实化)成三层胚体；

步骤三：将三层胚体置于烧结炉中，以2℃/min的速率升温至0.8Tm(Tm为7075铝合金的熔点，以下类同)，保温15min；再以17℃/min的升温速率升温至Tm温度，然后以10℃/min的速率降温至0.8Tm，继续保温75min，待其冷却后可以得到三层料胚；

步骤四：对三层料胚挤压成形，得到三明治结构的三层复合材料，其中上层为纯铝，中层为7075铝石墨烯合金，下层为纯铝合金；

步骤五：将所述三层料胚在7075铝合金的T5热处理制度下进行热处理强化，得到三层复合材料。

下面结合另一个具体应用场景对本发明图4所述实施例进行描述：

本具体实施例中，所述阳极氧化材料为纯铝粉末，所述抗变形材料为7075铝合金粉末，所述注塑材料为纯铝片材；

步骤一：选取纯铝粉末，纯度为99.7％，平均粒径为15μm左右；选取7075铝合金粉末，平均粒径为15μm左右；选取纯铝片材，厚度为1mm；

步骤二：先将7075粉末、镀Ni碳化硅粉末及块状石墨烯均匀混合后平铺于预先制备的四方形粉末模具下方，轻压密实化得到胚体；再将纯铝粉末平铺于该胚体之上和该胚体一起压制(重压密实化)成双层胚体；

步骤三：将双层胚体置于烧结炉中，以3℃/min的速率升温至0.88Tm(Tm为7075铝合金的熔点，以下类同)，保温30min；再以10℃/min的升温速率升温至Tm温度，然后以10℃/min的速率降温至0.88Tm，继续保温85min，待其冷却后可以得到双层料胚；

步骤四：将纯铝片材置于双层料胚之下(根据厚度需要放置一片或多片)，然后同时轧制成形，得到三明治结构的三层复合材料，其中上层为纯铝，中层为7075铝合金，下层纯铝；

步骤五：将所述三层料胚在7075铝合金的T4热处理制度下进行热处理强化，得到三层复合材料。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的结构和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的方法具体实施例中，其各项参数的数值取值仅仅是示例，可以理解的是，它们在各自数值取值范围内的取值均可，不因以此为限。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (17)

1.一种复合材料，其特征在于，应用于电子设备外壳，包括抗变形材料层和阳极氧化材料层，所述抗变形材料层和所述阳极氧化材料层之间通过冶金结合或固相结合，所述结合区厚度在0.5mm以内；

所述抗变形材料层中的材料包括石墨烯、多壁碳纳米管、镀镍碳化硅中的至少一种和铝合金材料；其中，所述抗变形材料层中材料的屈服强度300～1500MPa，弹性模量65～300GPa；所述抗变形材料层厚度为0.2～30mm；

所述阳极氧化材料层中的材料为5系铝合金、6系铝合金或纯铝，所述阳极氧化材料层中铝元素含量大于90％；所述阳极氧化材料层厚度为0.005mm～30mm。

2.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，

所述复合材料还包括注塑材料层，所述注塑材料层和所述抗变形材料层之间通过冶金结合或固相结合，且所述注塑材料层和所述阳极氧化材料层分别位于所述抗变形材料层的两侧；

所述注塑材料层的材料为5系铝合金、6系铝合金或纯铝，所述注塑材料层中铝元素含量大于90％；

所述注塑材料层厚度为0.005～30mm。

3.根据权利要求1至2任一项所述的复合材料，其特征在于，

所述抗变形材料的屈服强度350～600MPa，弹性模量65～210GPa。

4.根据权利要求1至2任一项所述的复合材料，其特征在于，

所述抗变形材料的屈服强度1000～1500MPa，弹性模量180～300GPa。

5.一种电子设备的外壳，其特征在于，所述电子设备的外壳由如权利要求1至4中任一所述的复合材料加工得到，所述电子设备的外壳的厚度在0.21～90mm。

6.一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求5所述的电子设备的外壳。

7.一种复合材料制备方法，其特征在于，包括：

选取阳极氧化材料、抗变形材料，所述抗变形材料层中的材料包括石墨烯、多壁碳纳米管、镀镍碳化硅中的至少一种和铝合金材料，其中，所述抗变形材料的屈服强度300～1500MPa，弹性模量65～300GPa；所述阳极氧化材料为5系铝合金，6系铝合金或纯铝，所述阳极氧化材料层中铝元素含量大于90％；

将所述阳极氧化材料、所述抗变形材料进行压制处理，得到双层料胚，所述抗变形材料层和所述阳极氧化材料层之间通过冶金结合或固相结合；

将所述双层料胚在所述抗变形材料的热处理制度下进行热处理强化，得到双层复合材料。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，

所述热处理制度为T6热处理制度、T8热处理制度、T4热处理制度、T5热处理制度或T2热处理制度。

9.根据权利要求7至8中任一项所述的方法，其特征在于，

在所述阳极氧化材料和所述抗变形材料均呈粉末状的情况下；

所述将所述阳极氧化材料、所述抗变形材料进行压制处理，得到双层料胚，具体包括：

将所述阳极氧化材料的粉末进行压制，得到0.005～30mm的阳极氧化材料胚体；

将所述抗变形材料的粉末铺在所述阳极氧化材料胚体之上并进行压制，得到0.205～60mm的双层胚体，其中，所述阳极氧化材料的粉末经压制处理后得到的阳极氧化材料层的厚度为0.005～30mm，所述抗变形材料的粉末经压制处理后得到的所述抗变形材料层的厚度为0.2～30mm；

将所述双层胚体置于烧结炉中，以2℃/min～5℃/min的速率升温至0.80Tm～0.90Tm，保温15min～35min；再以9℃/min～18℃/min的升温速率升温至Tm温度，然后以9℃/min～18℃/min的速率降温至0.80Tm～0.90Tm，继续保温70min～105min，冷却后得到双层料胚，所述Tm为所述抗变形材料中任一种材料的熔点。

10.根据权利要求7至8中任一项所述的方法，其特征在于，

在所述阳极氧化材料和所述抗变形材料均呈片材状的情况下；

所述将所述阳极氧化材料、所述抗变形材料进行压制处理，得到双层料胚，具体包括：

将呈片材状的所述阳极氧化材料和呈片材状的所述抗变形材料通过挤压成形或轧制成形，得到双层料胚。

11.根据权利要求7至8中任一项所述的方法，其特征在于，

在所述阳极氧化材料和所述抗变形材料中一个呈粉末状、另一个呈片材状的情况下；

所述将所述阳极氧化材料、所述抗变形材料进行压制处理，得到双层料胚，具体包括：

将所述阳极氧化材料、所述抗变形材料中呈粉末状的材料压制为胚体，并经烧结冷却为料胚；

将所述阳极氧化材料、所述抗变形材料中呈片材状的材料与所述料胚，通过挤压成形或轧制成形，得到双层料胚。

12.一种复合材料制备方法，其特征在于，包括：

选取阳极氧化材料、抗变形材料和注塑材料，其中，所述抗变形材料的屈服强度300～1500MPa，弹性模量65～300GPa；所述抗变形材料层中的材料包括石墨烯、多壁碳纳米管、镀镍碳化硅中的至少一种和铝合金材料；所述阳极氧化材料为5系铝合金，6系铝合金或纯铝，所述阳极氧化材料层中铝元素含量大于90％；所述注塑材料为5系铝合金、6系铝合金或纯铝，所述注塑材料中铝元素含量大于90％；

将所述阳极氧化材料、所述抗变形材料和所述注塑材料进行压制处理，得到三层料胚，所述三层料胚的中间层为抗变形材料层，所述抗变形材料经压制处理后形成所述抗变形材料层，所述抗变形材料层和所述阳极氧化材料层之间通过冶金结合或固相结合，所述注塑材料层和所述抗变形材料层之间通过冶金结合或固相结合；

将所述三层料胚在所述抗变形材料的热处理制度下进行热处理强化，得到三层复合材料。

13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，

所述热处理制度为T6热处理制度、T8热处理制度、T4热处理制度、T5热处理制度或T2热处理制度。

14.根据权利要求12至13任一项所述的方法，其特征在于，

在所述阳极氧化材料和所述抗变形材料呈粉末状、所述注塑材料呈片材状的情况下；

所述将所述阳极氧化材料、所述抗变形材料和所述注塑材料进行压制处理，得到三层料胚，所述三层料胚的中间层为所述抗变形材料层，包括：

将所述阳极氧化材料的粉末进行压制，得到0.005～30mm的阳极氧化材料胚体；

将所述抗变形材料的粉末铺在所述阳极氧化材料胚体之上并进行压制，得到0.205～60mm的双层胚体，其中，所述阳极氧化材料胚体经压制处理后形成的阳极氧化层的厚度为0.005～30mm，所述抗变形材料经压制处理后形成的所述抗变形材料层的厚度为0.2～30mm；

将所述双层胚体置于烧结炉中，以2℃/min～5℃/min的速率升温至0.80Tm～0.90Tm，保温15min～35min；再以9℃/min～18℃/min的升温速率升温至Tm温度，然后以9℃/min～18℃/min的速率降温至0.80Tm～0.90Tm，继续保温70min～105min，冷却后得到双层料胚，所述Tm为所述抗变形材料中任一种材料的熔点；

将呈片材状且厚度为0.005～30mm的注塑材料置于所述双层料胚之下，经挤压成形或轧制成形，得到三层料胚，所述三层料胚的中间层为所述抗变形材料层。

15.根据权利要求12至13任一项所述的方法，其特征在于，

在所述阳极氧化材料、所述抗变形材料和所述注塑材料均呈粉末状的情况下；

所述将所述阳极氧化材料、所述抗变形材料和所述注塑材料进行压制处理，得到三层料胚，所述抗变形材料经压制处理后形成的抗变形材料层位于所述三层料胚的中间层，包括：

将所述阳极氧化材料的粉末进行压制，得到0.005～30mm的阳极氧化材料胚体；

将所述抗变形材料的粉末铺在所述阳极氧化材料胚体之上并进行压制，得到0.205～60mm的双层胚体；

将所述注塑材料的粉末铺在所述双层胚体之上并进行压制，得到0.21～90mm的三层胚体，其中，所述三层胚体中阳极氧化材料层的厚度为0.005～30mm，所述抗变形材料层的厚度为0.2～30mm，所述注塑材料层厚度为0.005～30mm，所述三层胚体的中间层为所述抗变形材料层；

将所述三层胚体置于烧结炉中，以2℃/min～5℃/min的速率升温至0.80Tm～0.90Tm，保温15min～35min；再以9℃/min～18℃/min的升温速率升温至Tm温度，然后以9℃/min～18℃/min的速率降温至0.80Tm～0.90Tm，继续保温70min～105min，冷却后得到三层料胚，所述Tm为所述抗变形材料中任一种材料的熔点。

16.根据权利要求12至13任一项所述的方法，其特征在于，

在所述阳极氧化材料、所述抗变形材料和所述注塑材料均呈片材状的情况下；

所述将所述阳极氧化材料、所述抗变形材料和所述注塑材料进行压制处理，得到三层料胚，具体包括：

将呈片材状的所述阳极氧化材料、呈片材状的所述抗变形材料和呈片材状的所述注塑材料通过挤压成形或轧制成形得到三层料胚，其中，所述三层料胚的中间层为所述抗变形材料层。

17.根据权利要求12至13任一项所述的方法，其特征在于，

在所述阳极氧化材料、所述抗变形材料和所述注塑材料中其中一种材料呈粉末状、另外两种材料呈片材状的情况下；

所述将所述阳极氧化材料、所述抗变形材料和所述注塑材料进行压制处理，得到三层料胚，具体包括：

将所述阳极氧化材料、所述抗变形材料和所述注塑材料中呈粉末状的材料压制为胚体；

将所述胚体置于烧结炉中，以2℃/min～5℃/min的速率升温至0.80Tm～0.90Tm，保温15min～35min；再以9℃/min～18℃/min的升温速率升温至Tm温度，然后以9℃/min～18℃/min的速率降温至0.80Tm～0.90Tm，继续保温70min～105min，冷却后得到料胚，所述Tm为所述抗变形材料中任一种材料的熔点；

将所述另外两种呈片材状的材料和所述料胚通过挤压成形或轧制成形得到三层料胚，其中，所述三层料胚中间层为抗变形材料层。