CN108265322B - 铝合金壳体及其制备方法和个人电子设备 - Google Patents

铝合金壳体及其制备方法和个人电子设备 Download PDF

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Abstract

本公开公开了一种铝合金壳体及其制备方法和个人电子设备，该铝合金壳体包括铝合金基体(1)和氧化膜层(2)，所述铝合金基体(1)上具有狭缝(3)，所述氧化膜层(2)包括内层阳极氧化膜层(21)以及外层阳极氧化膜层(22)；所述内层阳极氧化膜层(21)具有内层阳极氧化膜层纳米孔，所述外层阳极氧化膜层(22)具有外层阳极氧化膜层纳米孔，所述内层阳极氧化膜层纳米孔和外层阳极氧化膜层纳米孔内各自独立地填充有染色染料。该铝合金壳体从壳体外侧表面看为连续的金属层，金属层中的狭缝可用于作为天线槽。金属层表面的氧化膜层起到了良好的遮蔽作用，使得狭缝表观不可见，壳体整洁光滑，具有较好的金属质感。

Description

铝合金壳体及其制备方法和个人电子设备
技术领域
本发明涉及材料化学领域，具体地，涉及一种铝合金壳体及其制备方法和个人电子设备。
背景技术
手机天线是手机上用于接收信号的设备，目前市面上的智能手机多为内置天线，这就要求手机后盖不能对信号起屏蔽作用。金属对于电磁波的吸收很强，wifi、2G、3G信号射入金属材料时会产生吸收衰减，电磁波无法到达信号接收模块，导致信号屏蔽。因此，对于金属机身手机，如何解决信号屏蔽问题是其设计制造的关键之一。目前，金属机身手机多采用开天线槽并注塑的方法解决其机身信号屏蔽的问题，如HTC ONE的上下两条天线槽，iphone5/5s的侧边天线槽等，虽然可以防止信号的屏蔽，但是对金属机身的整体结构造成了一定的破坏，影响了其外观的整洁性与连续性，同时，外壳可见的塑胶破坏了机身的整体金属质感。
发明内容
本发明的目的是提供一种铝合金壳体及其制备方法和个人电子设备，该铝合金壳体的天线槽外观不可见。
为了实现上述目的，本发明第一方面：提供一种铝合金壳体，该铝合金壳体包括铝合金基体和覆盖在所述铝合金基体表面的氧化膜层；所述铝合金基体上具有狭缝，所述狭缝在所述铝合金基体的外侧表面和内侧表面上分别开设有外侧开口和内侧开口，所述氧化膜层将所述狭缝的外侧开口封闭；所述氧化膜层包括内层阳极氧化膜层以及外层阳极氧化膜层；所述内层阳极氧化膜层具有内层阳极氧化膜层纳米孔，所述外层阳极氧化膜层具有外层阳极氧化膜层纳米孔，所述内层阳极氧化膜层纳米孔的孔径为30-100nm；所述外层阳极氧化膜层纳米孔的孔径为10-50nm，所述内层阳极氧化膜层纳米孔的孔径大于所述外层阳极氧化膜层纳米孔的孔径，所述内层阳极氧化膜层纳米孔和外层阳极氧化膜层纳米孔内各自独立地填充有染色染料，所述染色染料包括有机染料。
优选地，所述内层阳极氧化膜层纳米孔的密度为550-900个/平方微米，所述外层阳极氧化膜层纳米孔的密度为200-550个/平方微米。
优选地，所述有机染料包括奥野420染料、415染料和419染料中的至少一种。
优选地，所述氧化膜层的颜色深度L值为0-30，颜色│A│值为0-2，颜色│B│值为0-2，染色深度大于23μm。
优选地，所述氧化膜层的硬度为320HV0.1-500HV0.1。
优选地，所述内层阳极氧化膜层的厚度为1-60μm；所述外层阳极氧化膜层的厚度为1-60μm。
优选地，所述狭缝的宽度为0.5-10mm，所述狭缝的数量为1-10个。
优选地，所述狭缝将所述铝合金基体分隔为彼此绝缘的至少两块。
优选地，所述狭缝里填充有绝缘体。
本发明第二方面：提供一种制备铝合金壳体的方法，该方法包括以下步骤：a、将铝合金基体进行第一阳极氧化处理，得到第一阳极氧化处理后的铝合金基体，所述第一阳极氧化处理使得铝合金基体覆盖有含有外层阳极氧化膜层纳米孔的外层阳极氧化膜层，所述外层阳极氧化膜层纳米孔的孔径为 10-50nm；b、将步骤a中得到的所述第一阳极氧化处理后的铝合金基体进行第一染色处理，得到第一染色处理后的铝合金基体，所述第一染色处理使得外层阳极氧化膜层纳米孔内填充有染色染料；c、将步骤b中得到的所述第一染色处理后的铝合金基体进行第二阳极氧化处理，得到第二阳极氧化处理后的铝合金基体，所述第二阳极氧化处理使得铝合金基体覆盖有含有内层阳极氧化膜层纳米孔的内层阳极氧化膜层，所述内层阳极氧化膜层纳米孔的孔径为30-100nm；d、将步骤c中得到的所述第二阳极氧化处理后的铝合金基体进行第二染色处理，得到第二染色处理后的铝合金基体，所述第二染色处理使得内层阳极氧化膜层纳米孔和/或外层阳极氧化膜层纳米孔内填充有染色染料；e、将步骤d中得到的所述第二染色处理后的铝合金基体中的铝合金基体部分进行部分去除以形成狭缝，所述狭缝在所述铝合金基体的外侧表面和内侧表面上分别开设有外侧开口和内侧开口，所述氧化膜层将所述狭缝的外侧开口封闭。
优选地，所述内层阳极氧化膜层纳米孔的密度为550-900个/平方微米，所述外层阳极氧化膜层纳米孔的密度为200-550个/平方微米。
优选地，所述第一阳极氧化处理包括将所述铝合金基体与含有硫酸和草酸的第一水溶液接触，以1000重量份的所述第一水溶液为基准，硫酸的含量为90-260重量份，草酸的含量为4-25重量份；所述第二阳极氧化处理包括将所述铝合金基体与含有硫酸的第二水溶液接触，以1000重量份的第二水溶液为基准，硫酸的含量为110-360重量份。
优选地，所述第一阳极氧化处理在脉冲电流下进行，所述第一阳极氧化处理的条件为：电流的脉冲波型为正向方波脉冲，占空比为30-99％，电流的频率为100-1000Hz，电流密度为2-8A/dm2，电压为30-60V，温度为0-20℃，时间为10-80min；所述第二阳极氧化处理在直流电下进行，所述第二阳极氧化处理的条件为：电压为13-20V，温度为5-25℃，时间为5-60min。
优选地，所述第一染色处理包括将所述第一阳极氧化处理后的铝合金基体与有机染料接触；第二染色处理包括将所述第二阳极氧化处理后的铝合金基体与有机染料接触；所述有机染料包括奥野420染料、415染料和419染料中的至少一种。
优选地，所述第一染色处理的条件为：温度为25-65℃，时间为5-50min；所述第二染色处理的条件为：温度为25-65℃，时间为5-50min。
优选地，所述外层阳极氧化膜层的颜色深度L值为0-30，颜色│A│值为0-2，颜色│B│值为0-2，染色深度大于23μm。
优选地，该方法还包括：将步骤d中得到的所述第二染色处理后的铝合金基体进行封孔，然后再进行步骤e的操作。
优选地，步骤e中，先使所述第二染色处理后的铝合金基体的外侧表面和部分内侧表面覆盖保护层，再将未覆盖保护层的部分的氧化膜层和铝合金基体去除，以形成所述狭缝，所述去除包括镭雕去除、数控机床去除和化学蚀刻去除中的至少一种。
优选地，该方法还包括向所述狭缝中填充绝缘体的步骤。
本发明第三方面：提供本发明第二方面的方法制备的铝合金壳体。
本发明第四方面：提供一种个人电子设备，该个人电子设备包括本发明第一方面或第三方面的铝合金壳体。
通过上述技术方案，本发明提供铝合金壳体从壳体外侧表面看为连续的金属层，金属层中的狭缝可用于作为天线槽。金属层表面的氧化膜层起到了良好的遮蔽作用，使得狭缝表观不可见，壳体整洁光滑，具有较好的金属质感。此外，氧化膜层较高的硬度使铝合金壳体具有优良的耐磨性、抗震性和耐腐蚀性。
本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：
图1是本发明提供的铝合金壳体的一种具体实施方式的结构图；
图2为实施例制备的铝合金壳体的内层阳极氧化膜层与外层阳极氧化膜层界面的截面扫描电子显微镜照片；
图3为实施例制备的铝合金壳体的外层阳极氧化膜层截面扫描电子显微镜照片；
图4为实施例制备的铝合金壳体的内层阳极氧化膜层截面扫描电子显微镜照片；
图5为实施例制备的铝合金壳体的外层阳极氧化膜层表面扫描电子显微镜照片；
图6实施例制备的铝合金壳体的内层阳极氧化膜层底部扫描电子显微镜照片。
附图标记说明
1 铝合金基体 2 氧化膜层 21 内层阳极氧化膜层
22 外层阳极氧化膜层 3 狭缝 4 外侧开口
5 内侧开口
具体实施方式
以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。
本发明第一方面：提供一种铝合金壳体，该铝合金壳体包括铝合金基体 1和覆盖在所述铝合金基体1表面的氧化膜层2；所述铝合金基体1上具有狭缝3，所述狭缝3在所述铝合金基体1的外侧表面和内侧表面上分别开设有外侧开口4和内侧开口5，所述氧化膜层2将所述狭缝的外侧开口4封闭；所述氧化膜层2可以包括至少一层的内层阳极氧化膜层21以及至少一层的外层阳极氧化膜层22；所述内层阳极氧化膜层21具有内层阳极氧化膜层纳米孔，所述外层阳极氧化膜层22具有外层阳极氧化膜层纳米孔，所述内层阳极氧化膜层纳米孔和外层阳极氧化膜层纳米孔内各自独立地填充有染色染料，所述染色染料包括有机染料。在本发明中，在未作相反说明的情况下，铝合金基体的“外侧表面”是指用于手机等个人电子通讯设备的后壳时远离设备机身的一面，“内侧表面”指靠近设备机身的一面。本发明提供的铝合金壳体可用于手机等个人电子通讯设备的后壳，狭缝可作为天线槽，无信号屏蔽现象。
图1是本发明第一方面提供的一种铝合金壳体的一种具体实施方式的结构图，如图1所示，氧化膜层2包括一层内层阳极氧化膜层21、以及一层外层阳极氧化膜层22。
根据本发明的第一方面，内层阳极氧化膜层纳米孔的孔径可以为 30-100nm；外层阳极氧化膜层纳米孔的孔径可以为10-50nm，所述内层阳极氧化膜层纳米孔的孔径大于所述外层阳极氧化膜层纳米孔的孔径。所述内层阳极氧化膜层纳米孔的密度可以为550-900个/平方微米，所述外层阳极氧化膜层纳米孔的密度可以为200-550个/平方微米。氧化膜层内纳米孔的孔径可以采用JSM-7600F型热场扫描电子显微镜进行测定，在放大倍数为100000 倍时对未封孔的阳极氧化膜进行表面拍照观察，计算单位面积内纳米孔的平均孔径即为氧化膜层内纳米孔的孔径。纳米孔的密度可以采用JSM-7600F 型热场扫描电子显微镜进行测定，在放大倍数为20000-100000倍时，对未封孔的氧化膜进行表面拍照观察，计算单位面积内纳米孔或纳米管的个数即为纳米孔的密度。
根据本发明的第一方面，为了使氧化膜层具有遮蔽性，以使得狭缝表观不可见，内层阳极氧化膜层纳米孔和外层阳极氧化膜层纳米孔内可以各自独立地填充有染色染料。染色染料可以包括有机染料，进一步地，所述有机染料可以包括奥野420染料、415染料和419染料中的至少一种。氧化膜层2 填充有染色染料可以使得氧化膜层2的颜色深度L值为0-30，颜色│A│值为0-2，颜色│B│值为0-2，染色深度大于23μm。其中，颜色深度L值、颜色│A│值和颜色│B│值的含义为本领域技术人员所熟知，颜色深度L 值是指颜色的深浅，颜色越深L值越小，颜色越浅L值越大；颜色│A│值是指色差计测出来的红绿色相值的绝对值，A值为正数时代表红色，A值为负数时代表绿色；颜色│B│值指色差计测出来的黄蓝色相值的绝对值，B值为正数时代表黄色，B值为负数时代表蓝色。本发明中，颜色深度L值、颜色│A│值和颜色│B│值采用戴安中国股份有限公司的ICS-90离子色谱仪进行测定。染色深度是指从氧化膜表面开始到下层纳米孔中染料均饱和或接近饱和状态的膜层厚度。
本发明第一方面所提供的铝合金壳体具有较高的硬度，其氧化膜层2的硬度可以为320HV0.1-500HV0.1，耐磨性、抗震性和耐腐蚀性较好。氧化膜层的表面硬度可以采用上海奥龙星迪检测设备有限公司的HV-100型仪器，通过直接测量氧化膜表面硬度的方法进行测定，测试条件为：压力1N，保压时间10s。
根据本发明的第一方面，内层阳极氧化膜层21的厚度可以为1-60μm，优选为5-30μm；所述外层阳极氧化膜层22的厚度可以为1-60μm，优选为 5-30μm。
根据本发明的第一方面，狭缝3的宽度可以为适合作为天线槽的任意宽度，例如可以为0.5-10mm，优选为1-3mm。狭缝3的数量和位置可以根据实际需要进行设计，例如，狭缝3的数量可以为1-10个，优选为1-3个。狭缝3的存在可以将铝合金基体1分隔为彼此绝缘的至少两块；狭缝3的存在也可以将铝合金基体1部分分隔，分隔后的铝合金基体1还可以为整体的一块。为了确保个人电子通讯设备内的天线可以接收到信号以及保证铝合金壳体的连续性，狭缝3里可以填充有绝缘体，所述绝缘体的种类可以为本领域常规使用的，例如可以为胶质材料等。
本发明第一方面提供的铝合金壳体，从壳体的外侧表面看为连续的金属层，金属层中的狭缝填充绝缘体，可用于作为天线槽。金属层表面的氧化膜层填充有染色染料，且由于内层阳极氧化膜层纳米孔的孔径大于外层阳极氧化膜层纳米孔，使染色染料更易于且更多的沉积在内层阳极氧化膜层。氧化膜层具有一定的颜色深度，起到了良好的遮蔽作用，使得狭缝表观不可见，壳体整洁光滑，具有较好的金属质感。此外，氧化膜层较高的硬度使铝合金壳体具有优良的耐磨性、抗震性和耐腐蚀性。
本发明第二方面：提供一种制备铝合金壳体的方法，该方法包括以下步骤：a、将铝合金基体进行第一阳极氧化处理，得到第一阳极氧化处理后的铝合金基体，所述第一阳极氧化处理使得铝合金基体覆盖有含有外层阳极氧化膜层纳米孔的外层阳极氧化膜层，所述外层阳极氧化膜层纳米孔的孔径为 10-50nm；b、将步骤a中得到的所述第一阳极氧化处理后的铝合金基体进行第一染色处理，得到第一染色处理后的铝合金基体，所述第一染色处理使得外层阳极氧化膜层纳米孔内填充有染色染料；c、将步骤b中得到的所述第一染色处理后的铝合金基体进行第二阳极氧化处理，得到第二阳极氧化处理后的铝合金基体，所述第二阳极氧化处理使得铝合金基体覆盖有含有内层阳极氧化膜层纳米孔的内层阳极氧化膜层，所述内层阳极氧化膜层纳米孔的孔径为30-100nm；d、将步骤c中得到的所述第二阳极氧化处理后的铝合金基体进行第二染色处理，得到第二染色处理后的铝合金基体，所述第二染色处理使得内层阳极氧化膜层纳米孔和/或外层阳极氧化膜层纳米孔内填充有染色染料；e、将步骤d中得到的所述第二染色处理后的铝合金基体中的铝合金基体部分进行部分去除以形成狭缝，所述狭缝在所述铝合金基体的外侧表面和内侧表面上分别开设有外侧开口和内侧开口，所述氧化膜层将所述狭缝的外侧开口封闭。所述内层阳极氧化膜层的纳米孔的密度可以为550-900个 /平方微米，所述外层阳极氧化膜层的纳米孔的密度可以为200-550个/平方微米。
根据本发明的第二方面，在对铝合金基体进行第一阳极氧化处理前，可以先进行前处理，所述前处理为本领域技术人员所熟知，例如可以包括碱蚀、中和、化抛及水洗等步骤。
根据本发明的第二方面，第一阳极氧化处理可以包括将所述铝合金基体与含有硫酸和草酸的第一水溶液接触。其中，以1000重量份的所述第一水溶液为基准，硫酸的含量可以为90-260重量份，优选为160-190重量份；草酸的含量可以为4-25重量份，优选为6-10重量份。所述第一阳极氧化处理在脉冲电流下进行，第一阳极氧化处理的条件可以为：温度为0-20℃，电流的脉冲波型为正向方波脉冲，占空比为30-99％，电流的频率为100-1000Hz，电流密度为2-8A/dm2，电压为30-60V，时间为10-80min。实际操作时，可以在上述条件下将铝合金基体置于容纳有第一水溶液的阳极氧化槽内进行第一阳极氧化处理。
根据本发明的第二方面，为了使氧化膜层具有遮盖性，以使得狭缝表观不可见，进行第一阳极氧化处理后可以对所述第一阳极氧化处理后的铝合金基体进行第一染色处理。第一染色处理可以包括将所述第一阳极氧化处理后的铝合金基体与有机染料接触，所述有机染料可以包括奥野420染料、415 染料和419染料中的至少一种，所述有机染料的浓度可以为合适的任意比例，优选地，所述有机染料的浓度为10-20g/L。第一染色处理的条件可以为：温度为25-65℃，优选为40-60℃，时间为5-50min，优选为20-40min。第一染色处理使得外层阳极氧化膜层纳米孔内填充有染色染料。
根据本发明的第二方面，第二阳极氧化处理可以包括将所述铝合金基体与含有硫酸的第二水溶液接触。其中，以1000重量份的第二水溶液为基准，硫酸的含量可以为110-360重量份，优选为180-200重量份。所述第二阳极氧化处理在直流电下进行，第二阳极氧化处理的条件可以为：电压为13-20V，温度为25-65℃，时间为5-50min。实际操作时，在进行第一染色处理后，可以将铝合金基体快速转移至容纳有第二水溶液的阳极氧化槽内进行第二阳极氧化处理。铝合金基体表面所形成的氧化膜层的硬度在320-500HV0.1。
根据本发明的第二方面，为了进一步提高氧化膜层的遮盖性，进行第二阳极氧化处理后可以对所述第二阳极氧化处理后的铝合金基体进行第二染色处理。第二染色处理可以包括将所述第二阳极氧化处理后的铝合金基体与有机染料接触，所述有机染料可以包括奥野420染料、415染料和419染料中的至少一种，所述有机染料的浓度可以为合适的任意比例，优选地，所述有机染料的浓度为10-20g/L。第二染色处理的条件可以为：温度为25-65℃，优选为40-60℃，时间为5-50min，优选为20-40min。第二染色处理使得内层阳极氧化膜层纳米孔和/或外层阳极氧化膜层纳米孔内填充有染色染料。
根据本发明的第二方面，步骤a到步骤d的操作可以重复多次进行，然后再进行步骤e的操作。多次染色处理可以使得所述外层阳极氧化膜层的颜色深度L值为0-30，颜色│A│值为0-2，颜色│B│值为0-2，染色深度大于23μm。
根据本发明的第二方面，为了提高氧化膜层的防污染和抗腐蚀性能，该方法还可以包括：将步骤d中得到的所述第二染色处理后的铝合金基体进行封孔，然后再进行步骤e的操作。所述封孔的方法为本领域技术人员所熟知，例如可以为高温封孔或冷封孔，所述高温封孔可以为将所述覆盖有氧化膜层的铝合金基体置于温度为90-95℃的水中处理15-20min；冷封孔可以为在室温下将所述覆盖有氧化膜层的铝合金基体与含有氟化镍等的封孔液接触。所述封孔优选为高温封孔。
根据本发明的第二方面，本领域技术人员可以理解的是，在阳极氧化处理的步骤，铝合金基体的外侧表面和内侧表面均覆盖有氧化膜层，因此为了使铝合金基体形成狭缝，步骤e中，可以先使所述第二染色处理后的铝合金基体的外侧表面和部分内侧表面覆盖保护层，再将未覆盖保护层的部分的氧化膜层和铝合金基体去除，即所去除的部分为铝合金基体的未覆盖保护层的部分内侧表面的氧化膜层和铝合金基体，以形成所述狭缝。所述保护层为采用物理方法或化学方法覆盖在铝合金基体表面以使覆盖有保护层部分的氧化膜层和铝合金基体不被破坏的物质，例如可以为油墨涂层，或硅胶膜层。所述油墨可以采用市面上的常规种类，例如可以为UV油墨；所述硅胶膜也可以商购得到，例如可以为购自深圳西盟特电子有限公司的GHT2545G型号的绿色硅胶保护膜。覆盖保护层后，可以采用包括但不限于镭雕去除、数控机床去除和化学蚀刻去除的方法对未覆盖保护层的铝合金基体表面的氧化膜和铝合金基体进行去除。所述镭雕、化学蚀刻的操作步骤和条件均可以采用本领域常规使用的，例如，镭雕的条件可以为：功率70-110，激光走光速度为1980-2020mm/s，频率为10-50kHz；化学蚀刻可以包括：使铝合金基体与含有三氯化铁和盐酸的蚀刻液进行接触，其中，以100重量份的所述蚀刻液为基准，三氯化铁的含量为70-90重量份，盐酸的含量为4-8重量份，水的含量为10-15重量份，化学蚀刻的温度可以为20-35℃，时间可以为10-30 分钟。镭雕、CNC可以对氧化膜层和部分铝合金基体进行去除，化学蚀刻可以进一步去除全部的铝合金基体。
根据本发明的第二方面，去除未覆盖保护层部分的氧化膜层和铝合金基体后，该方法还包括向所述狭缝中填充绝缘体的步骤。所述绝缘体的种类可以为本领域常规使用的，例如可以为胶质材料等。为了进一步使狭缝表观不可见，所述胶质材料的颜色优选为非透明的其他颜色。所述胶质材料内还可以添加固体颗粒，以产生反光效果，进一步提高狭缝的隐蔽性，所述固体颗粒可以包括金属单质或金属氧化物，金属单质可以为银和/或铝等，金属氧化物可以为二氧化钛和/或三氧化二铝。
根据本发明的第二方面，向狭缝中填充胶体后，所述铝合金壳体已基本制备完成，只需再将保护层去除即可。如保护层为油墨涂层，去除保护层的方法可以为采用可以溶解油墨涂层但不会与氧化膜层、铝合金基体及狭缝内的绝缘体发生反应的脱漆剂对铝合金壳体进行浸泡，所述脱漆剂可以商购得到，例如可以为购自东莞市四辉表面处理科技有限公司的SH-665型号的脱漆剂。
本发明第三方面：提供本发明第二方面的方法制备的铝合金壳体。
本发明第四方面：提供一种个人电子设备，该个人电子设备包括本发明第一方面或第三方面的铝合金壳体。
下面通过实施例对本发明做进一步说明，但并不因此而限制本发明的内容。
实施例中，氧化膜层的形态结构、氧化膜层内纳米孔的孔径和纳米孔的密度采用日本电子株式会社生产的JSM-7600F型号扫描电子显微镜测定，放大倍数为100000倍。
实施例
对铝合金基体进行前处理，包括碱蚀、中和、化抛及水洗等。然后将前处理后的铝合金基体置于容纳有含硫酸和草酸水溶液的阳极氧化槽内进行第一阳极氧化处理，以1000重量份的该水溶液为基准，硫酸的含量为180 重量份，草酸的含量为8重量份，条件为：电流的脉冲波型为正向方波脉冲，占空比为80％，电流的频率为800Hz，电流密度4A/dm2，温度为10℃，时间为25min，得到厚度为15μm的外层阳极氧化膜层，外层阳极氧化膜层的纳米孔的孔径为25nm，外层阳极氧化膜层的纳米孔密度为365个/平方微米。然后将铝合金基体放入有机染料槽中进行第一染色处理，染料为奥野420染料，浓度为20g/L，染色处理的条件为：温度为50℃，时间为30min。在第一染色处理结束后，将铝合金基体及挂具快速转移到容纳有含硫酸水溶液的阳极氧化槽中进行第二阳极氧化处理，以1000重量份的该水溶液为基准，硫酸的含量为190重量份，阳极条件为：电压为15V，温度为19℃，时间为 35min，从而在外层阳极氧化膜层和铝合金基体之间形成厚度为15μm的内层阳极氧化膜层，内层阳极氧化膜层的纳米孔的孔径为30nm，内层阳极氧化膜层的纳米孔密度为760个/平方微米。然后将第二阳极氧化处理后的铝合金基体放入有机染料槽中进行第二染色处理，染料为奥野420染料，浓度为 20g/L，染色处理的条件为：温度为50℃，时间为30min。然后将铝合金基体置于95℃的水中进行高温封孔20min。将铝合金基体的外侧表面和部分内侧表面用硅胶保护膜(购于深圳西盟特电子有限公司的GHT2545G型号的绿色硅胶保护膜)进行覆盖形成保护层，对未覆盖的部分进行镭雕以去除该部分的氧化膜层及部分铝合金基体，条件为：功率为70％，激光走光速度为 3000mm/s，频率为80KHz，然后将铝合金基体置于含有蚀刻液的容器内进行化学蚀刻，蚀刻液的成分及含量为：以100重量份的所述蚀刻液为基准，三氯化铁的含量为80重量份，盐酸的含量为8重量份，水的含量为12重量份，蚀刻的温度为常温，蚀刻时间为10分钟，化学蚀刻后使未被保护层覆盖的区域的铝合金基体完全去除形成1个狭缝，狭缝的宽度为2mm。向狭缝内填充白色胶质材料。最后将硅胶保护膜层去除，得到本实施例提供的铝合金壳体。本实施例制备的铝合金壳体的氧化膜层截面扫描电子显微镜照片见图2，可见氧化膜层具有明显的内层阳极氧化膜层和外层阳极氧化膜层的复合膜界面。外层阳极氧化膜层截面和内层阳极氧化膜层截面扫描电子显微镜照片见图3、图4，可见内层阳极氧化膜层具有孔径更大的纳米孔。外层阳极氧化膜层表面和内层阳极氧化膜层底部扫描电子显微镜照片见图5和图 6。
对比例1
与实施例的区别在于，本对比例不进行第二阳极氧化处理和第二染色处理的步骤。
对比例2
与实施例的区别在于，本对比例不进行第一阳极氧化处理和第一染色处理的步骤。
测试实施例
测试实施例及对比例1-2的铝合金壳体的染色深度、颜色深度L值、颜色A值、颜色B值和硬度。结果见表1。
染色深度的测试方法为：采用蔡司光学仪器国际贸易有限公司的Axio ImsgerAlm型金相显微镜，通过观察阳极氧化膜截面颜色的差异来判断染色的深度。染色深度是指从氧化膜表面开始到下层纳米孔中染料均饱和或接近饱和状态的膜层厚度。
颜色深度L值、颜色A值和颜色B值的测试方法为：采用戴安中国股份有限公司的ICS-90离子色谱仪仪器，通过直接测量表面的方法进行测定。
硬度的测试方法为：采用上海奥龙星迪检测设备有限公司，HV-100型仪器，通过直接测量氧化膜表面硬度的方法进行测定，测试条件为：压力1N，保压时间10s。
外观效果的测试方法为：对制备的铝合金壳体进行拍照，采用photoshop 软件对照片中铝合金壳体的天线槽部位和其他部位分别进行取色，天线槽部位的颜色记为color1(R1，G1，B1)，其他部位的颜色记为color2(R2，G2， B2)，根据式(I)计算color1和color2的颜色分量偏差平均值V，当V介于 0.8-1.2之间时则天线槽部位与其他部位的膜层颜色差异肉眼难以分辨，即天线槽不可见，反之则天线槽可见。
然后将制备的铝合金壳体置于水平面上，采用与水平面呈45°的光线照射铝合金壳体表面，拍照并用photoshop软件寻找铝合金壳体表面是否出现阴影或者亮斑。当铝合金壳体的天线槽部位的氧化膜层具有凸起或凹陷等不良情况时，凸起或凹陷处被光线照射呈现阴影或者亮斑，反之则无阴影或者亮斑。
表1
可见，本发明提供的铝合金壳体从壳体的外侧表面看为连续的金属层，金属层表面的氧化膜层起到了良好的遮蔽作用，使得狭缝表观不可见，壳体整洁光滑，具有较好的金属质感。此外，氧化膜层较高的硬度使铝合金壳体具有优良的耐磨性、抗震性和耐腐蚀性。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (21)

1.一种铝合金壳体，该铝合金壳体包括铝合金基体(1)和覆盖在所述铝合金基体(1)表面的氧化膜层(2)；其特征在于，所述铝合金基体(1)上具有狭缝(3)，所述狭缝(3)在所述铝合金基体(1)的外侧表面和内侧表面上分别开设有外侧开口(4)和内侧开口(5)，所述氧化膜层(2)将所述狭缝的外侧开口(4)封闭；所述氧化膜层(2)包括内层阳极氧化膜层(21)以及外层阳极氧化膜层(22)；所述内层阳极氧化膜层(21)具有内层阳极氧化膜层纳米孔，所述外层阳极氧化膜层(22)具有外层阳极氧化膜层纳米孔，所述内层阳极氧化膜层纳米孔的孔径为30-100nm；所述外层阳极氧化膜层纳米孔的孔径为10-50nm，所述内层阳极氧化膜层纳米孔的孔径大于所述外层阳极氧化膜层纳米孔的孔径，所述内层阳极氧化膜层纳米孔和外层阳极氧化膜层纳米孔内各自独立地填充有染色染料，所述染色染料为有机染料。
2.根据权利要求1所述的铝合金壳体，其中，所述内层阳极氧化膜层纳米孔的密度为550-900个/平方微米，所述外层阳极氧化膜层纳米孔的密度为200-550个/平方微米。
3.根据权利要求1所述的铝合金壳体，其中，所述有机染料包括奥野420染料、415染料和419染料中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的铝合金壳体，其中，所述氧化膜层(2)的颜色深度L值为0-30，颜色│A│值为0-2，颜色│B│值为0-2，染色深度大于23μm。
5.根据权利要求1所述的铝合金壳体，其中，所述氧化膜层(2)的硬度为320HV0.1-500HV0.1。
6.根据权利要求1所述的铝合金壳体，其中，所述内层阳极氧化膜层(21)的厚度为1-60μm；所述外层阳极氧化膜层(22)的厚度为1-60μm。
7.根据权利要求1所述的铝合金壳体，其中，所述狭缝(3)的宽度为0.5-10mm，所述狭缝(3)的数量为1-10个。
8.根据权利要求1或7所述的铝合金壳体，其中，所述狭缝(3)将所述铝合金基体(1)分隔为彼此绝缘的至少两块。
9.根据权利要求1所述的铝合金壳体，其中，所述狭缝(3)里填充有绝缘体。
10.一种制备铝合金壳体的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
a、将铝合金基体进行第一阳极氧化处理，得到第一阳极氧化处理后的铝合金基体，所述第一阳极氧化处理使得铝合金基体覆盖有含有外层阳极氧化膜层纳米孔的外层阳极氧化膜层，所述外层阳极氧化膜层纳米孔的孔径为10-50nm；
b、将步骤a中得到的所述第一阳极氧化处理后的铝合金基体进行第一染色处理，得到第一染色处理后的铝合金基体，所述第一染色处理使得外层阳极氧化膜层纳米孔内填充有染色染料；
c、将步骤b中得到的所述第一染色处理后的铝合金基体进行第二阳极氧化处理，得到第二阳极氧化处理后的铝合金基体，所述第二阳极氧化处理使得铝合金基体覆盖有含有内层阳极氧化膜层纳米孔的内层阳极氧化膜层，所述内层阳极氧化膜层纳米孔的孔径为30-100nm；
d、将步骤c中得到的所述第二阳极氧化处理后的铝合金基体进行第二染色处理，得到第二染色处理后的铝合金基体，所述第二染色处理使得内层阳极氧化膜层纳米孔和/或外层阳极氧化膜层纳米孔内填充有染色染料；
e、将步骤d中得到的所述第二染色处理后的铝合金基体中的铝合金基体部分进行部分去除以形成狭缝，所述狭缝在所述铝合金基体的外侧表面和内侧表面上分别开设有外侧开口和内侧开口，所述氧化膜层将所述狭缝的外侧开口封闭。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述内层阳极氧化膜层纳米孔的密度为550-900个/平方微米，所述外层阳极氧化膜层纳米孔的密度为200-550个/平方微米。
12.根据权利要求10所述的方法，其中，所述第一阳极氧化处理包括将所述铝合金基体与含有硫酸和草酸的第一水溶液接触，以1000重量份的所述第一水溶液为基准，硫酸的含量为90-260重量份，草酸的含量为4-25重量份；所述第二阳极氧化处理包括将所述铝合金基体与含有硫酸的第二水溶液接触，以1000重量份的第二水溶液为基准，硫酸的含量为110-360重量份。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述第一阳极氧化处理在脉冲电流下进行，所述第一阳极氧化处理的条件为：电流的脉冲波型为正向方波脉冲，占空比为30-99％，电流的频率为100-1000Hz，电流密度为2-8A/dm2，电压为30-60V，温度为0-20℃，时间为10-80min；所述第二阳极氧化处理在直流电下进行，所述第二阳极氧化处理的条件为：电压为13-20V，温度为5-25℃，时间为5-60min。
14.根据权利要求10所述的方法，其中，所述第一染色处理包括将所述第一阳极氧化处理后的铝合金基体与有机染料接触；第二染色处理包括将所述第二阳极氧化处理后的铝合金基体与有机染料接触；所述有机染料包括奥野420染料、415染料和419染料中的至少一种。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，所述第一染色处理的条件为：温度为25-65℃，时间为5-50min；所述第二染色处理的条件为：温度为25-65℃，时间为5-50min。
16.根据权利要求10所述的方法，其中，所述外层阳极氧化膜层的颜色深度L值为0-30，颜色│A│值为0-2，颜色│B│值为0-2，染色深度大于23μm。
17.根据权利要求10所述的方法，其中，该方法还包括：将步骤d中得到的所述第二染色处理后的铝合金基体进行封孔，然后再进行步骤e的操作。
18.根据权利要求10所述的方法，其中，步骤e中，先使所述第二染色处理后的铝合金基体的外侧表面和部分内侧表面覆盖保护层，再将未覆盖保护层的部分的氧化膜层和铝合金基体去除，以形成所述狭缝，所述去除包括镭雕去除、数控机床去除和化学蚀刻去除中的至少一种。
19.根据权利要求10所述的方法，其中，该方法还包括向所述狭缝中填充绝缘体的步骤。
20.权利要求10-19中任意一项所述的方法制备的铝合金壳体。
21.一种个人电子设备，其特征在于，该个人电子设备包括权利要求1-9和20中任意一项所述的铝合金壳体。
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