TWI655085B - 鋁合金殼體及其製備方法和個人電子裝置 - Google Patents

鋁合金殼體及其製備方法和個人電子裝置 Download PDF

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Abstract

本發明揭露了一種鋁合金殼體及其製備方法和個人電子裝置，該鋁合金殼體包括鋁合金基體（1）和覆蓋在該鋁合金基體（1）表面的氧化膜層（2）；該鋁合金基體（1）上具有狹縫（3），該氧化膜層（2）包括內層陽極氧化膜層（21）以及外層陽極氧化膜層（22）；該內層陽極氧化膜層（21）具有內層陽極氧化膜層奈米孔；該外層陽極氧化膜層（22）具有外層陽極氧化膜層奈米孔。該鋁合金殼體從殼體外側表面看為連續的金屬層，金屬層中的狹縫可用於作為天線槽。金屬層表面的氧化膜層起到了良好的遮蔽作用，使得狹縫表面不可見，殼體整潔光滑，具有較好的金屬質感。

Description

鋁合金殼體及其製備方法和個人電子裝置
本發明涉及材料化學領域，具體地，涉及一種鋁合金殼體及其製備方法和個人電子裝置。
手機天線是手機上用於接收訊號的裝置，目前市面上的智慧手機多為內建天線，這就要求手機後蓋不能對訊號起遮蔽作用。金屬對於電磁波的吸收很強，wifi、2G、3G訊號射入金屬材料時會產生吸收衰減，電磁波無法到達訊號接收模組，導致訊號遮蔽。因此，對於金屬機身手機，如何解決訊號遮蔽問題是其設計製造的關鍵之一。目前，金屬機身手機多採用開天線槽並注塑的方法解決其機身訊號遮蔽的問題，如HTC ONE的上下兩條天線槽，iphone5/5s的側邊天線槽等，雖然可以防止訊號的遮蔽，但是對金屬機身的整體結構造成了一定的破壞，影響了其外觀的整潔性與連續性，同時，外殼可見的塑膠破壞了機身的整體金屬質感。
本發明的目的是提供一種鋁合金殼體及其製備方法和個人電子裝置，該鋁合金殼體的天線槽外觀不可見。
為了實現上述目的，本發明第一方面：提供一種鋁合金殼體，該鋁合金殼體包括鋁合金基體和覆蓋在該鋁合金基體表面的氧化膜層；其特徵在於，該鋁合金基體上具有狹縫，該狹縫在該鋁合金基體的外側表面和內側表面上分別開設有外側開口和內側開口，該氧化膜層將該狹縫的外側開口封閉，該氧化膜層包括內層陽極氧化膜層以及外層陽極氧化膜層；該內層陽極氧化膜層具有內層陽極氧化膜層奈米孔，該內層陽極氧化膜層奈米孔的孔徑為30-100nm；該外層陽極氧化膜層具有外層陽極氧化膜層奈米孔，該外層陽極氧化膜層奈米孔的孔徑為10-50nm，該內層陽極氧化膜層奈米孔的孔徑大於該外層陽極氧化膜層奈米孔的孔徑。
較佳地，該內層陽極氧化膜層奈米孔的密度為550-900個/平方微米，該外層陽極氧化膜層奈米孔的密度為200-550個/平方微米。
較佳地，該內層陽極氧化膜層奈米孔和外層陽極氧化膜層奈米孔內各自獨立地填充有電解著色染料和/或染色染料，該電解著色染料包括無機染料，該染色染料包括有機染料。
較佳地，該無機染料為將含有硫酸和有色金屬鹽的水溶液進行電解著色處理後得到的無機染料，該有色金屬鹽包括硫酸錫、硫酸鎳和硫酸銀中的至少一種；該有機染料包括奧野420染料、415染料和419染料中的至少一種。
較佳地，該氧化膜層的色彩深度L值為0-30，顏色│A│值為0-2，顏色│B│值為0-2，染色深度大於10μm。
較佳地，該氧化膜層的硬度為320-500HV0.1 。
較佳地，該內層陽極氧化膜層的厚度為1-60μm；該外層陽極氧化膜層的厚度為1-60μm。
較佳地，該狹縫的寬度為0.5-10mm，該狹縫的數量為1-10個。
較佳地，該狹縫將該鋁合金基體分隔為彼此絕緣的至少兩塊。
較佳地，該狹縫裡填充有絕緣體。
本發明第二方面：提供一種製備鋁合金殼體的方法，該方法包括以下步驟：a、將鋁合金基體進行陽極氧化處理，得到覆蓋有氧化膜層的鋁合金基體，該陽極氧化處理包括第一陽極氧化處理和第二陽極氧化處理；該第一陽極氧化處理使得鋁合金基體形成含有孔徑為10-50nm的奈米孔的外層陽極氧化膜層；該第二陽極氧化處理使得鋁合金基體形成含有孔徑為30-100nm的奈米孔的內層陽極氧化膜層；b、將步驟a中得到的該覆蓋有氧化膜層的鋁合金基體中的鋁合金基體部分進行部分去除以形成狹縫，該狹縫在該鋁合金基體的外側表面和內側表面上分別開設有外側開口和內側開口，該氧化膜層將該狹縫的外側開口封閉。
較佳地，該內層陽極氧化膜層的奈米孔的密度為550-900個/平方微米，該外層陽極氧化膜層的奈米孔的密度為200-550個/平方微米。
較佳地，該第一陽極氧化處理包括將該鋁合金基體與含有硫酸和草酸的第一水溶液接觸，以1000重量份的該第一水溶液為基準，硫酸的含量為90-260重量份，草酸的含量為4-25重量份；該第二陽極氧化處理包括將該鋁合金基體與含有硫酸的第二水溶液接觸，以1000重量份的第二水溶液為基準，硫酸的含量為110-360重量份。
較佳地，該第一陽極氧化處理在脈衝電流下進行，該第一陽極氧化處理的條件為：電流的脈衝波型為正向方波脈衝，占空比為30-99%，電流的頻率為100-1000Hz，電流密度為4-6A/dm2 ，電壓30-60V，溫度為0-20℃，時間為10-80min；該第二陽極氧化處理在直流電下進行，該第二陽極氧化處理的條件為：電壓為13-20V，溫度為5-25℃，時間為5-60min。
較佳地，該方法還包括，將步驟a中得到的該覆蓋有氧化膜層的鋁合金基體依次進行電解著色處理和染色處理，然後再進行步驟b的操作
較佳地，該電解著色處理和染色處理使得氧化膜層的色彩深度L值為0-30，顏色│A│值為0-2，顏色│B│值為0-2，染色深度大於10μm。
較佳地，該電解著色處理包括將該覆蓋有氧化膜層的鋁合金基體與電解液接觸，該電解液為含有硫酸和有色金屬鹽的水溶液，該有色金屬鹽包括硫酸錫、硫酸鎳和硫酸銀中的至少一種。
較佳地，該電解著色處理的條件為：電壓為15-20V，溫度為20-30℃，時間為10-20min。
較佳地，該染色處理包括將該覆蓋有氧化膜層的鋁合金基體與有機染料接觸，該有機染料包括奧野420染料、415染料和419染料中的至少一種。
較佳地，該染色處理的條件為：溫度為40-60℃，時間為20-40min。
較佳地，該方法還包括：將步驟a中得到的該覆蓋有氧化膜層的鋁合金基體依次進行電解著色處理和染色處理後，再進行封孔，然後再進行步驟b的操作。
較佳地，步驟b中，先使該覆蓋有氧化膜層的鋁合金基體的外側表面和部分內側表面覆蓋保護層，再將未覆蓋保護層的部分的氧化膜層和鋁合金基體去除，以形成該狹縫，該去除包括鐳雕去除、數控機床去除和化學蝕刻去除中的至少一種。
較佳地，該方法還包括向該狹縫中填充絕緣體的步驟。
本發明第三方面：提供本發明第二方面所述的方法製備的鋁合金殼體。
本發明第四方面：提供一種個人電子裝置，該個人電子裝置包括本發明第一方面或第三方面所述的鋁合金殼體。
通過上述技術方案，本發明提供鋁合金殼體從殼體外側表面看為連續的金屬層，金屬層中的狹縫可用於作為天線槽。金屬層表面的氧化膜層起到了良好的遮蔽作用，使得狹縫表面不可見，殼體整潔光滑，具有較好的金屬質感。此外，氧化膜層較高的硬度使鋁合金殼體具有優良的耐磨性、抗震性和耐腐蝕性。
本發明的其他特徵和優點將在隨後的具體實施方式部分予以詳細說明。
以下結合附圖對本發明的具體實施方式進行詳細說明。應當理解的是，此處所描述的具體實施方式僅用於說明和解釋本發明，並不用於限制本發明。
本發明第一方面：提供一種鋁合金殼體，該鋁合金殼體包括鋁合金基體1和覆蓋在鋁合金基體1表面的氧化膜層2；鋁合金基體1上具有狹縫3，狹縫3在鋁合金基體1的外側表面和內側表面上分別開設有外側開口4和內側開口5，氧化膜層2將狹縫的外側開口4封閉。本發明提供的鋁合金殼體可用於手機等個人電子通訊裝置的後殼，狹縫可作為天線槽，無訊號遮蔽現象。在本發明中，在未作相反說明的情況下，鋁合金基體的“外側表面”是指用於手機等個人電子通訊裝置的後殼時遠離裝置機身的一面，“內側表面”指靠近裝置機身的一面。
根據本發明的第一方面，氧化膜層2可以包括至少一層的內層陽極氧化膜層21以及至少一層的外層陽極氧化膜層22。第1圖是本發明第一方面提供的一種鋁合金殼體的一種具體實施方式的結構圖，如第1圖所示，氧化膜層2包括一層內層陽極氧化膜層21、以及一層外層陽極氧化膜層22。
根據本發明的第一方面，內層陽極氧化膜層21具有內層陽極氧化膜層奈米孔，內層陽極氧化膜層奈米孔的孔徑可以為30-100nm；外層陽極氧化膜層22具有外層陽極氧化膜層奈米孔，外層陽極氧化膜層奈米孔的孔徑可以為10-50nm，該內層陽極氧化膜層奈米孔的孔徑大於該外層陽極氧化膜層奈米孔的孔徑。該內層陽極氧化膜層奈米孔的密度可以為550-900個/平方微米，該外層陽極氧化膜層奈米孔的密度可以為200-550個/平方微米。氧化膜層內奈米孔的孔徑可以採用JSM-7600F型熱場掃描電子顯微鏡進行測定，在放大倍數為100000倍時對未封孔的陽極氧化膜進行表面拍照觀察，計算單位面積內奈米孔的平均孔徑即為氧化膜層內奈米孔的孔徑。奈米孔的密度可以採用JSM-7600F型熱場掃描電子顯微鏡進行測定，在放大倍數為20000-100000倍時，對未封孔的氧化膜進行表面拍照觀察，計算單位面積內奈米孔或奈米管的個數即為奈米孔的密度。
根據本發明的第一方面，為了使氧化膜層具有遮蔽性、降低其透光率，以使得狹縫表面不可見，內層陽極氧化膜層奈米孔和外層陽極氧化膜層奈米孔內可以各自獨立地填充有電解著色染料和/或染色染料。電解著色染料可以包括無機染料，染色染料可以包括有機染料。進一步地，無機染料可以為將含有硫酸和有色金屬鹽的水溶液進行電解著色處理後得到的無機染料，該有色金屬鹽可以包括硫酸錫、硫酸鎳和硫酸銀中的至少一種；該有機染料可以包括奧野420染料、415染料和419染料中的至少一種。內層陽極氧化膜層奈米孔和外層陽極氧化膜層奈米孔內填充有電解著色染料和/或染色染料可以使得氧化膜層2的色彩深度L值為0-30，顏色│A│值為0-2，顏色│B│值為0-2，染色深度大於10μm。其中，色彩深度L值、顏色│A│值和顏色│B│值的含義為本領域技術人員所熟知，色彩深度L值是指顏色的深淺，顏色越深L值越小，顏色越淺L值越大；顏色│A│值是指色差計測出來的紅綠色相值的絕對值，A值為正數時代表紅色，A值為負數時代表綠色；顏色│B│值指色差計測出來的黃藍色相值的絕對值，B值為正數時代表黃色，B值為負數時代表藍色。本發明中，色彩深度L值、顏色│A│值和顏色│B│值採用戴安中國股份有限公司的ICS-90離子色譜儀進行測定。染色深度是指從氧化膜表面開始到下層奈米孔中染料均飽和或接近飽和狀態的膜層厚度。
本發明第一方面所提供的鋁合金殼體具有較高的硬度，其氧化膜層2的硬度可以為320HV0.1 -500HV0.1 ，耐磨性、抗震性和耐腐蝕性較好。氧化膜層的硬度可以採用上海奧龍星迪檢測裝置有限公司的HV-100型儀器，通過直接測量氧化膜表面硬度的方法進行測定，測試條件為：壓力1N，保壓時間10s。
根據本發明的第一方面，內層陽極氧化膜層21的厚度可以為1-60μm，較佳為10-20μm；該外層陽極氧化膜層22的厚度可以為1-60μm，較佳為10-20μm。
根據本發明的第一方面，狹縫3的寬度可以為適合作為天線槽的任意寬度，例如可以為0.5-10mm，較佳為1-3mm。狹縫3的數量和位置可以根據實際需要進行設計，例如，狹縫3的數量可以為1-10個，較佳為1-3個。狹縫3的存在可以將鋁合金基體1分隔為彼此絕緣的至少兩塊；狹縫3的存在也可以將鋁合金基體1部分分隔，分隔後的鋁合金基體1還可以為整體的一塊。為了確保個人電子通訊裝置內的天線可以接收到訊號以及保證鋁合金殼體的連續性，狹縫3裡可以填充有絕緣體，該絕緣體的種類可以為本領域常規使用的，例如可以為膠質材料等。
本發明第一方面提供的鋁合金殼體，從殼體的外側表面看為連續的金屬層，金屬層中的狹縫填充絕緣體，可用於作為天線槽。金屬層表面的氧化膜層填充有電解著色染料和/或染色染料，且由於內層陽極氧化膜層奈米孔的孔徑大於外層陽極氧化膜層奈米孔，使電解著色染料和/或染色染料更易於且更多的沉積在內層陽極氧化膜層。氧化膜層具有一定的色彩深度，起到了良好的遮蔽作用，使得狹縫表面不可見，殼體整潔光滑，具有較好的金屬質感。此外，氧化膜層較高的硬度使鋁合金殼體具有優良的耐磨性、抗震性和耐腐蝕性。
本發明第二方面：提供一種製備鋁合金殼體的方法，該方法包括以下步驟：a、將鋁合金基體進行陽極氧化處理，得到覆蓋有氧化膜層的鋁合金基體，該陽極氧化處理包括第一陽極氧化處理和第二陽極氧化處理；該第一陽極氧化處理使得鋁合金基體形成含有孔徑為10-50nm的奈米孔的外層陽極氧化膜層；該第二陽極氧化處理使得鋁合金基體形成含有孔徑為30-100nm的奈米孔的內層陽極氧化膜層；b、將步驟a中得到的該覆蓋有氧化膜層的鋁合金基體中的鋁合金基體部分進行部分去除以形成狹縫，該狹縫在該鋁合金基體的外側表面和內側表面上分別開設有外側開口和內側開口，該氧化膜層將該狹縫的外側開口封閉。對鋁合金基體進行不同的兩種陽極氧化處理可以使得鋁合金基體表面形成有具有不同孔徑大小奈米孔的氧化膜層。該內層陽極氧化膜層的奈米孔的密度可以為550-900個/平方微米，該外層陽極氧化膜層的奈米孔的密度可以為200-550個/平方微米。
根據本發明的第二方面，在對鋁合金基體進行陽極氧化處理前，可以先進行前處理，該前處理為本領域技術人員所熟知，例如可以包括除油、鹼蝕、中和、化拋及水洗等步驟。
根據本發明的第二方面，第一陽極氧化處理可以包括將該鋁合金基體與含有硫酸和草酸的第一水溶液接觸。其中，以1000重量份的該第一水溶液為基準，硫酸的含量可以為90-260重量份，較佳為160-190重量份；草酸的含量可以為4-25重量份，較佳為6-10重量份。第一陽極氧化處理在脈衝電流下進行，第一陽極氧化處理的條件可以為：電流的脈衝波型為正向方波脈衝，占空比為30-99%，電流的頻率為100-1000Hz，電流密度為2-8A/dm2 ，電壓為30-60V，溫度為0-20℃，時間為10-80min。實際操作時，可以在上述條件下將鋁合金基體置於容納有第一水溶液的陽極氧化槽內進行第一陽極氧化處理。
根據本發明的第二方面，第二陽極氧化處理可以包括將該鋁合金基體與含有硫酸的第二水溶液接觸。其中，以1000重量份的第二水溶液為基準，硫酸的含量可以為110-360重量份，較佳為180-200重量份。第二陽極氧化處理在直流電下進行，第二陽極氧化處理的條件可以為：電壓為13-20V，溫度為5-25℃，時間為5-60min。實際操作時，在進行第一陽極氧化處理後，可以將鋁合金基體快速轉移至容納有第二水溶液的陽極氧化槽內進行第二陽極氧化處理，鋁合金基體表面所形成的氧化膜層的硬度在320HV0.1 -500HV0.1 。
根據本發明的第二方面，本發明對第一陽極氧化處理和第二陽極氧化處理的次數不做特殊的限制，例如可以進行一次或多次的第一陽極氧化處理以及一次或多次的第二陽極氧化處理，只要保證在陽極氧化處理的程序中，第一次為第一陽極氧化處理，最後一次為第二陽極氧化處理即可，中間可根據需要增添多次的陽極氧化處理的步驟，並且可以為按第一陽極氧化處理、第二陽極氧化處理的順序依次進行，或按第二陽極氧化處理、第一陽極氧化處理的順序依次進行，也可以反覆交替進行。
根據本發明的第二方面，為了使氧化膜層具有遮蓋性，以使得狹縫表面不可見，該方法還可以包括，將步驟a中得到的該覆蓋有氧化膜層的鋁合金基體依次進行電解著色處理和染色處理，然後再進行步驟b的操作。該電解著色處理和染色處理可以使得氧化膜層的色彩深度L值為0-30，顏色│A│值為0-2，顏色│B│值為0-2，染色深度大於10μm。
根據本發明的第二方面，電解著色處理可以包括將該覆蓋有氧化膜層的鋁合金基體與電解液接觸。其中，該電解液可以為含有硫酸和有色金屬鹽的水溶液，該硫酸與金屬鹽的比例可以為合適的任意比例，較佳地，以1000重量份的該電解液為基準，該硫酸的含量為10-20重量份，該金屬鹽的含量為5-30重量份。該有色金屬鹽可以包括硫酸錫、硫酸鎳和硫酸銀中的至少一種，該有色金屬鹽較佳為深色的金屬鹽，例如黑色。電解著色處理的條件可以為：電壓為15-20V，溫度為20-30℃，時間為10-20min。電解著色處理可以使得電解著色染料優先沉積於內層陽極氧化膜層，隨著電解著色處理時間的延長，染料逐漸向外層陽極氧化膜層過渡。經過電解著色處理後可以採用去離子水沖洗鋁合金基體。
根據本發明的第二方面，經過電解著色處理後可以對鋁合金基體進行染色處理。染色處理可以包括將該覆蓋有氧化膜層的鋁合金基體與有機染料接觸，該有機染料可以包括奧野420染料、415染料和419染料中的至少一種，該有機染料的濃度可以為合適的任意比例，較佳地，該有機染料的濃度為10-20g/L。染色處理的條件可以為：溫度為40-60℃，時間為20-40min。染色處理使得氧化膜層的奈米孔中填充有染色染料。
根據本發明的第二方面，為了提高氧化膜層的防汙染和抗腐蝕性能，該方法還可以包括：將步驟a中得到的該覆蓋有氧化膜層的鋁合金基體依次進行電解著色處理和染色處理後，再進行封孔，然後再進行步驟b的操作。該封孔的方法為本領域技術人員所熟知，例如可以為高溫封孔或冷封孔，該高溫封孔可以為將該覆蓋有氧化膜層的鋁合金基體置於溫度為90-95℃的水中處理15-20min；冷封孔可以為在室溫下將該覆蓋有氧化膜層的鋁合金基體與含有氟化鎳等的封孔液接觸。該封孔較佳為高溫封孔。
根據本發明的第二方面，本領域技術人員可以理解的是，在陽極氧化處理的步驟，鋁合金基體的外側表面和內側表面均覆蓋有氧化膜層，因此為了使鋁合金基體形成狹縫，步驟b中，可以先使該覆蓋有氧化膜層的鋁合金基體的外側表面和部分內側表面覆蓋保護層，再將未覆蓋保護層的部分的氧化膜層和鋁合金基體去除，即所去除的部分為鋁合金基體的未覆蓋保護層的部分內側表面的氧化膜層和鋁合金基體，以形成該狹縫。該保護層為採用物理方法或化學方法覆蓋在鋁合金基體表面以使覆蓋有保護層部分的氧化膜層和鋁合金基體不被破壞的物質，例如可以為油墨塗層，或矽膠膜層。該油墨可以採用市面上的常規種類，例如可以為UV油墨；該矽膠膜也可以商購得到，例如可以為購自深圳西盟特電子有限公司的GHT2545G型號的綠色矽膠保護膜。覆蓋保護層後，可以採用包括但不限於鐳雕去除、數控機床去除和化學蝕刻去除的方法對未覆蓋保護層的鋁合金基體表面的氧化膜和鋁合金基體進行去除。該鐳雕、CNC、化學蝕刻的操作步驟和條件均可以採用本領域常規使用的，例如，鐳雕的條件可以為：功率70-110，鐳射走光速度為1980-2020mm/s，頻率為10-50kHz；化學蝕刻可以包括：使鋁合金基體與含有三氯化鐵和鹽酸的蝕刻液進行接觸，其中，以100重量份的該蝕刻液為基準，三氯化鐵的含量為70-90重量份，鹽酸的含量為4-8重量份，水的含量為10-15重量份，化學蝕刻的溫度可以為20-35℃，時間可以為10-30分鐘。鐳雕、數控機床可以對氧化膜層和部分鋁合金基體進行去除，化學蝕刻可以進一步去除全部的鋁合金基體。
根據本發明的第二方面，去除未覆蓋保護層部分的氧化膜層和鋁合金基體後，該方法還包括向該狹縫中填充絕緣體的步驟。該絕緣體的種類可以為本領域常規使用的，例如可以為膠質材料等。為了進一步使狹縫表面不可見，該膠質材料的顏色較佳為非透明的其他顏色。該膠質材料內還可以添加固體顆粒，以產生反光效果，進一步提高狹縫的隱蔽性，該固體顆粒可以包括金屬單質或金屬氧化物，金屬單質可以為銀和/或鋁，金屬氧化物可以為二氧化鈦和/或三氧化二鋁。
根據本發明的第二方面，向狹縫中填充膠體後，該鋁合金殼體已基本製備完成，只需再將保護層去除即可。如保護層為油墨塗層，去除保護層的方法可以為採用可以溶解油墨塗層但不會與氧化膜層、鋁合金基體及狹縫內的絕緣體發生反應的脫漆劑對鋁合金殼體進行浸泡，該脫漆劑可以商購得到，例如可以為購自東莞市四輝表面處理科技有限公司的SH-665型號的脫漆劑。
本發明第三方面：提供本發明第二方面的方法製備的鋁合金殼體。
本發明第四方面：提供一種個人電子裝置，該個人電子裝置包括本發明第一方面或第三方面的鋁合金殼體。
下面通過實施例對本發明做進一步說明，但並不因此而限制本發明的內容。
實施例中，氧化膜層的形態結構、氧化膜層內奈米孔的孔徑和奈米孔的密度採用日本電子株式會社生產的JSM-7600F型號掃描電子顯微鏡測定，放大倍數為100000倍。 實施例
對鋁合金基體進行前處理，包括鹼蝕、中和、化拋及水洗等。然後將前處理後的鋁合金基體置於容納有含硫酸和草酸水溶液的陽極氧化槽內進行第一陽極氧化處理，以1000重量份的該水溶液為基準，硫酸的含量為180重量份，草酸的含量為8重量份，條件為：電流的脈衝波型為正向方波脈衝，占空比為80%，電流的頻率為800Hz，電流密度4A/dm2 ，溫度為10℃，時間為25min，得到厚度為15μm外層陽極氧化膜層，外層陽極氧化膜層的奈米孔的孔徑為25nm，外層陽極氧化膜層的奈米孔密度為386個/平方微米。在第一陽極氧化處理結束後，將鋁合金基體及掛具快速轉移到容納有含硫酸水溶液的陽極氧化槽中進行第二陽極氧化處理，以1000重量份的該水溶液為基準，硫酸的含量為190重量份，條件為：電壓為15V，溫度為19℃，時間為35min，從而在外層陽極氧化膜層和鋁合金基體之間形成厚度為15μm的內層陽極氧化膜層，內層陽極氧化膜層的奈米孔的孔徑為30nm，內層陽極氧化膜層的奈米孔密度為770個/平方微米。在第二陽極氧化處理後，將鋁合金基體用去離子水清洗乾淨，轉移到電解著色槽內進行電解著色處理，電解液的成分及含量為：以1000重量份的電解液為基準，硫酸亞錫的含量為8重量份、硫酸的含量為17重量份、六水合硫酸鎳的含量為20重量份，電解著色處理的條件為：溫度為25℃，電壓為20V，時間為10min，然後去離子水清洗。電解著色處理後的鋁合金基體的元素組成為：O含量為14.32重量%，Al含量為68.11重量%，S含量為5.96重量%，Sn含量為8.95重量%，Ni含量為2.66重量%。然後將鋁合金基體放入有機染料槽中進行染色處理，染料為奧野420染料，濃度為20g/L，染色處理的條件為：溫度為40℃，時間為10min。然後將鋁合金基體置於95℃的水中進行高溫封孔20min。將鋁合金基體的外側表面和部分內側表面用矽膠保護膜（購於深圳西盟特電子有限公司的GHT2545G型號的綠色矽膠保護膜）進行覆蓋形成保護層，對未覆蓋的部分進行鐳雕以去除該部分的氧化膜層及部分鋁合金基體，條件為：功率為70%，鐳射走光速度為3000mm/s，頻率為80KHz，然後將鋁合金基體置於含有蝕刻液的容器內進行化學蝕刻，蝕刻液的成分及含量為：以100重量份的該蝕刻液為基準，三氯化鐵的含量為80重量份，鹽酸的含量為8重量份，水的含量為12重量份，蝕刻的溫度為常溫，蝕刻時間為10分鐘，化學蝕刻後使未被保護層覆蓋的區域的鋁合金基體完全去除形成1個狹縫，狹縫的寬度為2mm。向狹縫內填充白色膠質材料。最後將矽膠保護膜層去除，得到本實施例提供的鋁合金殼體。本實施例製備的鋁合金殼體的氧化膜層截面掃描電子顯微鏡照片見第2圖，可見氧化膜層具有明顯的內層陽極氧化膜層和外層陽極氧化膜層的複合膜介面。外層陽極氧化膜層截面和內層陽極氧化膜層截面掃描電子顯微鏡照片見第3圖、第4圖，可見內層陽極氧化膜層具有孔徑更大的奈米孔。外層陽極氧化膜層表面和內層陽極氧化膜層底部掃描電子顯微鏡照片見第5圖和第6圖。 製備實施例1
與實施例的區別在於，本製備實施例不進行電解著色處理的步驟。 製備實施例2
與實施例的區別在於，本製備實施例不進行染色處理的步驟。 對比例1
與實施例的區別在於，本對比例不進行第二陽極氧化處理的步驟，並且將第一陽極氧化處理時間增加到50min。 對比例2
與實施例的區別在於，本對比例不進行第一陽極氧化處理的步驟，並且將第二陽極氧化處理時間增加至70min。 測試實施例
測試實施例及對比例1和2的鋁合金殼體的染色深度、色彩深度L值、顏色A值、顏色B值、硬度和外觀效果。結果見表1。
染色深度的測試方法為：採用蔡司光學儀器國際貿易有限公司的Axio Imsger Alm型金相顯微鏡，通過觀察陽極氧化膜截面顏色的差異來判斷染色的深度。染色深度是指從氧化膜表面開始到下層奈米孔中染料均飽和或接近飽和狀態的膜層厚度。
色彩深度L值、顏色A值和顏色B值的測試方法為：採用戴安中國股份有限公司的ICS-90離子色譜儀儀器，通過直接測量表面的方法進行測定。
硬度的測試方法為：採用上海奧龍星迪檢測裝置有限公司，HV-100型儀器，通過直接測量氧化膜表面硬度的方法進行測定，測試條件為：壓力1N，保壓時間10s。
外觀效果的測試方法為：對製備的鋁合金殼體進行拍照，採用photoshop軟體對照片中鋁合金殼體的天線槽部位和其他部位分別進行取色，天線槽部位的顏色記為color1（R1 ，G1 ，B1 ），其他部位的顏色記為color2（R2 ，G2 ，B2 ），根據式（I）計算color1和color2的顏色分量偏差平均值V，當V介於0.8-1.2之間時則天線槽部位與其他部位的膜層顏色差異肉眼難以分辨，即天線槽不可見，反之則天線槽可見。式（I）
然後將製備的鋁合金殼體置於水平面上，採用與水平面呈45°的光線照射鋁合金殼體表面，拍照並用photoshop軟體尋找鋁合金殼體表面是否出現陰影或者亮斑。當鋁合金殼體的天線槽部位的氧化膜層具有凸起或凹陷等不良情況時，凸起或凹陷處被光線照射呈現陰影或者亮斑，反之則無陰影或者亮斑。 表1
可見，本發明提供的鋁合金殼體從殼體的外側表面看為連續的金屬層，金屬層表面的氧化膜層起到了良好的遮蔽作用，使得狹縫表面不可見，殼體整潔光滑，具有較好的金屬質感。此外，氧化膜層較高的硬度使鋁合金殼體具有優良的耐磨性、抗震性和耐腐蝕性。
以上結合附圖詳細描述了本發明的較佳實施方式，但是，本發明並不限於上述實施方式中的具體細節，在本發明的技術構思範圍內，可以對本發明的技術方案進行多種簡單變型，這些簡單變型均屬於本發明的保護範圍。
另外需要說明的是，在上述具體實施方式中所描述的各個具體技術特徵，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進行組合，為了避免不必要的重複，本發明對各種可能的組合方式不再另行說明。
此外，本發明的各種不同的實施方式之間也可以進行任意組合，只要其不違背本發明的思想，其同樣應當視為本發明所揭露的內容。
1‧‧‧鋁合金基體
2‧‧‧氧化膜層
21‧‧‧內層陽極氧化膜層
22‧‧‧外層陽極氧化膜層
3‧‧‧狹縫
4‧‧‧外側開口
5‧‧‧內側開口
附圖是用來提供對本發明的進一步理解，並且構成說明書的一部分，與下面的具體實施方式一起用於解釋本發明，但並不構成對本發明的限制。在附圖中： 第1圖是本發明所提供的鋁合金殼體的一種具體實施方式的結構圖； 第2圖為實施例製備的鋁合金殼體的內層陽極氧化膜層與外層陽極氧化膜層介面的截面掃描電子顯微鏡照片； 第3圖為實施例製備的鋁合金殼體的外層陽極氧化膜層截面掃描電子顯微鏡照片； 第4圖為實施例製備的鋁合金殼體的內層陽極氧化膜層截面掃描電子顯微鏡照片； 第5圖為實施例製備的鋁合金殼體的外層陽極氧化膜層表面掃描電子顯微鏡照片； 第6圖實施例製備的鋁合金殼體的內層陽極氧化膜層底部掃描電子顯微鏡照片。

Claims (25)

  1. 一種鋁合金殼體，該鋁合金殼體包括一鋁合金基體和覆蓋在該鋁合金基體表面的一氧化膜層；其特徵在於，該鋁合金基體上具有一狹縫，該狹縫在該鋁合金基體的外側表面和內側表面上分別開設有外側開口和內側開口，該氧化膜層將該狹縫的外側開口封閉，該氧化膜層包括一內層陽極氧化膜層以及一外層陽極氧化膜層；該內層陽極氧化膜層具有一內層陽極氧化膜層奈米孔，該內層陽極氧化膜層奈米孔的孔徑為30-100nm；該外層陽極氧化膜層具有一外層陽極氧化膜層奈米孔，該外層陽極氧化膜層奈米孔的孔徑為10-50nm，該內層陽極氧化膜層奈米孔的孔徑大於該外層陽極氧化膜層奈米孔的孔徑。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的鋁合金殼體，其中，該內層陽極氧化膜層奈米孔的密度為550-900個/平方微米，該外層陽極氧化膜層奈米孔的密度為200-550個/平方微米。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的鋁合金殼體，其中，該內層陽極氧化膜層奈米孔和外層陽極氧化膜層奈米孔內各自獨立地填充有一電解著色染料和/或一染色染料，該電解著色染料包括一無機染料，該染色染料包括一有機染料。
  4. 如申請專利範圍第3項所述的鋁合金殼體，其中，該無機染料為將含有硫酸和一有色金屬鹽的水溶液進行電解著色處理後得到的無機染料，該有色金屬鹽包括硫酸錫、硫酸鎳和硫酸銀中的至少一種；該有機染料包括奧野420染料、415染料和419染料中的至少一種。
  5. 如申請專利範圍第3項所述的鋁合金殼體，其中，該氧化膜層的色彩深度L值為0-30，顏色| A |值為0-2，顏色| B |值為0-2，染色深度大於10μm。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的鋁合金殼體，其中，該氧化膜層的硬度為320HV0.1-500HV0.1。
  7. 如申請專利範圍第1項所述的鋁合金殼體，其中，該內層陽極氧化膜層的厚度為1-60μm；該外層陽極氧化膜層的厚度為1-60μm。
  8. 如申請專利範圍第1項所述的鋁合金殼體，其中，該狹縫的寬度為0.5-10mm，該狹縫的數量為1-10個。
  9. 如申請專利範圍第1項或第8項所述的鋁合金殼體，其中，該狹縫將該鋁合金基體分隔為彼此絕緣的至少兩塊。
  10. 如申請專利範圍第1項所述的鋁合金殼體，其中，該狹縫裡填充有絕緣體。
  11. 一種製備鋁合金殼體的方法，其特徵在於，該方法包括以下步驟：a、將一鋁合金基體進行一陽極氧化處理，得到一覆蓋有氧化膜層的鋁合金基體，該陽極氧化處理包括一第一陽極氧化處理和一第二陽極氧化處理；該第一陽極氧化處理使得鋁合金基體形成含有孔徑為10-50nm的奈米孔的一外層陽極氧化膜層；該第二陽極氧化處理使得鋁合金基體形成含有孔徑為30-100nm的奈米孔的一內層陽極氧化膜層；b、將步驟a中得到的該覆蓋有一氧化膜層的鋁合金基體中的鋁合金基體部分進行部分去除以形成一狹縫，該狹縫在該鋁合金基體的外側表面和內側表面上分別開設有外側開口和內側開口，該氧化膜層將該狹縫的外側開口封閉。
  12. 如申請專利範圍第11項所述的方法，其中，該內層陽極氧化膜層的奈米孔的密度為550-900個/平方微米，該外層陽極氧化膜層的奈米孔的密度為200-550個/平方微米。
  13. 如申請專利範圍第11項所述的方法，其中，該第一陽極氧化處理包括將該鋁合金基體與含有硫酸和草酸的一第一水溶液接觸，以1000重量份的該第一水溶液為基準，硫酸的含量為90-260重量份，草酸的含量為4-25重量份；該第二陽極氧化處理包括將該鋁合金基體與含有硫酸的第二水溶液接觸，以1000重量份的第二水溶液為基準，硫酸的含量為110-360重量份。
  14. 如申請專利範圍第13項所述的方法，其中，該第一陽極氧化處理在脈衝電流下進行，該第一陽極氧化處理的條件為：電流的脈衝波型為正向方波脈衝，占空比為30-99%，電流的頻率為100-1000Hz，電流密度為2-8A/dm2，電壓30-60V，溫度為0-20℃，時間為10-80min；該第二陽極氧化處理在直流電下進行，該第二陽極氧化處理的條件為：電壓為13-20V，溫度為5-25℃，時間為5-60min。
  15. 如申請專利範圍第11項所述的方法，其中，該方法還包括，將步驟a中得到的該覆蓋有氧化膜層的鋁合金基體依次進行一電解著色處理和一染色處理，然後再進行步驟b的操作。
  16. 如申請專利範圍第15項所述的方法，其中，該電解著色處理和染色處理使得氧化膜層的色彩深度L值為0-30，顏色| A |值為0-2，顏色| B |值為0-2，染色深度大於10μm。
  17. 如申請專利範圍第15項所述的方法，其中，該電解著色處理包括將該覆蓋有氧化膜層的鋁合金基體與一電解液接觸，該電解液為含有硫酸和一有色金屬鹽的水溶液，該有色金屬鹽包括硫酸錫、硫酸鎳和硫酸銀中的至少一種。
  18. 如申請專利範圍第17項所述的方法，其中，該電解著色處理的條件為：電壓為15-20V，溫度為20-30℃，時間為10-20min。
  19. 如申請專利範圍第15項所述的方法，其中，該染色處理包括將該覆蓋有氧化膜層的鋁合金基體與一有機染料接觸，該有機染料包括奧野420染料、415染料和419染料中的至少一種。
  20. 如申請專利範圍第19項所述的方法，其中，該染色處理的條件為：溫度為40-60℃，時間為20-40min。
  21. 如申請專利範圍第15項所述的方法，其中，該方法還包括：將步驟a中得到的該覆蓋有氧化膜層的鋁合金基體依次進行一電解著色處理和一染色處理後，再進行封孔，然後再進行步驟b的操作。
  22. 如申請專利範圍第11項所述的方法，其中，步驟b中，先使該覆蓋有氧化膜層的鋁合金基體的外側表面和部分內側表面覆蓋保護層，再將未覆蓋保護層的部分的氧化膜層和鋁合金基體去除，以形成該狹縫，該去除包括鐳雕去除、數控機床去除和化學蝕刻去除中的至少一種。
  23. 如申請專利範圍第11項所述的方法，其中，該方法還包括向該狹縫中填充絕緣體的步驟。
  24. 一種鋁合金殼體，其特徵在於，透過如申請專利範圍第11項至第23項中任一項所述的方法製備得到。
  25. 一種個人電子裝置，其特徵在於，該個人電子裝置包括如申請專利範圍第1項至第10項和第24項中任一項所述的鋁合金殼體。
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