一种金属件、金属组件及其制备方法、金属复合板材、功能元件和电子设备与流程

本发明涉及金属及其合金，尤其涉及一种金属件、金属组件及其制备方法、金属复合板材、功能元件和电子设备。

背景技术：

1、金属注塑材料是由金属或其合金预先成型为所需的形状，后将树脂注射到模具中，使树脂与金属结合的复合材料。由于这种复合材料结合了金属的强度和树脂的轻便性及耐腐蚀性的优点，被广泛应用于汽车、医疗器械、消费电子、航空航天和工业设备等领域。

2、金属材料与树脂的结合强度是金属注塑材料的整体性能和耐用性的重要因素，为了增提高金属与树脂的结合强度，一般需要对金属进行表面造孔处理，通过造孔使金属表面粗糙后，再进行注塑处理。但是现有的表面造孔处理后的金属材料存在孔隙率低或孔深较小的缺陷，这会导致在注塑过程中，树脂进孔较少，从而造成光胶、脱胶或溢胶的情况，影响金属材料与树脂的结合。

技术实现思路

1、本发明提供一种金属件，该金属件具有孔道深度较大且孔隙率较高的金属氧化层，有助于增强金属件和树脂之间的结合力。

2、本发明还提供一种金属组件，由于其包括至少两个相互连接的上述的金属件，因此其和树脂具有强结合力。

3、本发明还提供一种金属件的制备方法，该方法可以制备得到所述金属件。

4、本发明还提供一种金属组件的制备方法，该方法可以制备得到所述金属组件。

5、本发明还提供一种金属复合板材，由于其包括上述的金属件或金属组件，因此其具有较长的使用寿命。

6、本发明还提供一种功能元件，由于其包括上述的金属件、金属组件或金属复合板材，因此其具有优异的稳定性、较长的使用寿命。

7、本发明还提供一种电子设备，由于其包括上述的金属件、金属组件、金属复合件和功能元件中的至少一种，因此其具备良好的耐用性。

8、第一方面，本发明提供一种金属件，包括：金属基体以及设置在所述金属基体至少部分表面的金属氧化层，所述金属氧化层具有孔道，所述孔道的平均孔深为500nm-2500nm，孔隙率为40％-60％。

9、可选地，所述孔道的平均孔深为1000nm-2500nm；

10、和/或，所述孔道的平均孔径为50nm-95nm。

11、可选地，所述金属氧化层包括层叠设置的第一金属氧化层和第二金属氧化层，其中，所述第一金属氧化层靠近所述金属基体，所述第二金属氧化层远离所述金属基体；所述第一金属氧化层的密度大于所述第二金属氧化层的密度。

12、可选地，所述第一孔道的深度为0nm-1900nm；所述第二孔道的深度为200nm-1000nm。

13、可选地，所述第一金属氧化层具有第一孔道，所述第二金属氧化层具有第二孔道，所述第一孔道和第二孔道在厚度方向上连通形成所述孔道；

14、所述第一孔道和所述第二孔道的平均深度比为(1-5)：1。

15、可选地，所述金属基体的材质包括铝、钛、铝合金、钛合金中的至少一种。

16、第二方面，本发明提供一种金属组件包括至少n个相互连接的第一方面所述的金属件，n≥2。

17、可选地，n＝2，两个所述金属件在厚度方向上层叠连接。

18、可选地，至少两个所述金属件在第一方向上连接且阵列排布，所述第一方向与厚度方向垂直。

19、可选地，n个所述金属件中，至少包括一个钛金属件和一个铝金属件。

20、可选地，所述钛金属件和铝金属件的孔道深度之差不大于100nm。

21、可选地，所述钛金属件中，孔道的平均深度为600nm-2500nm；所述铝金属件中，所述平均孔道的深度为500nm-2500nm。

22、可选地，所述钛金属件中，所述第一孔道的深度为0nm-1500nm，所述第二孔道的深度为300nm-1000nm；

23、和/或，所述铝金属件中，所述第一孔道的深度为0nm-1900nm，所述第二孔道的深度为200nm-600nm。

24、可选地，所述钛金属件中，所述第一孔道和第二孔道的平均深度比为(1-4)：1；

25、和/或，所述铝金属件中，所述第一孔道和第二孔道的平均深度比为(1.5-5)：1。

26、可选地，所述钛金属件中，所述孔道的平均孔径为70nm-90nm；所述铝金属件中，所述孔道的平均孔径为50nm-80nm。

27、第三方面，本发明提供一种第一方面所述的金属件的制备方法，其包括以下步骤：

28、将金属基体进行氧化处理，得到金属件前体，所述金属件前体包括所述金属基体和在所述金属基体至少一个表面的金属氧化层前体；

29、利用扩孔剂对所述金属件前体进行扩孔处理，得到所述金属件。

30、第四方面，本发明提供一种第二方面所述的金属件的制备方法，包括以下步骤：

31、将n个金属基体进行连接，得到金属基体组件；

32、对所述金属基体组件进行氧化处理，得到金属组件前体，所述金属组件前体包括所述金属基体组件和在所述金属基体至少一个表面的金属氧化层前体；

33、利用扩孔剂对所述金属件组件前体进行扩孔处理，得到所述金属组件。

34、可选地，所述扩孔剂包括缓蚀剂；所述缓蚀剂包括有机缓蚀剂和/或无机缓蚀剂；所述无机缓蚀剂包括硅酸盐和/或钒酸盐；所述有机缓蚀剂包括羧基-酰胺基聚合物。

35、可选地，所述羧基-酰胺基聚合物的结构如式1所示：

36、

37、其中，r1为卤素、氢原子、c1-c5的烷基、c1-c5的取代烷基中的任一种，r2和r3各自独立地为c2-c18的烷基、c2-c18的取代烷基中的任一种，n和m各自独立地为大于1的自然数。

38、可选地，所述羧基-酰胺基聚合物通过包括如下过程的方法制备得到：

39、卤代不饱和羧酸聚合物和不饱和酰胺发生取代反应后，使取代产物与所述不饱和酰胺发生聚合反应，得到所述羧基-酰胺基聚合物。

40、可选地，所述取代反应具体包括：在ph值为10-12、温度为30℃-70℃的条件下，反应1h-4h；

41、和/或，所述聚合反应具体包括：在温度为50℃-100℃下，反应为3h-12h。

42、可选地，所述扩孔剂中，缓蚀剂的浓度为0.01mol/l-0.1mol/l。

43、可选地，所述扩孔剂还包括刻蚀剂、ph调节剂、抑制剂和溶剂；其中，所述刻蚀剂包括氟化物；

44、和/或，所述ph调节剂包括硼酸盐和/或磷酸盐；

45、和/或，所述抑制剂包括硫酸盐、硅酸盐、磷酸盐中的至少一种，其中，所述ph调节剂和所述抑制剂不同时为磷酸盐。

46、可选地，所述扩孔剂中，刻蚀剂的浓度为0.01mol/l-0.05mol/l；

47、和/或，ph调节剂的浓度为0.04mol/l-0.1mol/l；

48、和/或，抑制剂的浓度为0.05mol/l-0.1mol/l。

49、可选地，所述扩孔处理包括以下过程：

50、15℃-45℃下，将所述金属件前体或金属组件前体浸在所述扩孔剂中，以100r/min-300r/min的速率进行搅拌处理1min-10min。

51、第五方面，本发明提供一种金属复合板材，包括第一方面所述的金属件或第二方面所述的金属组件，以及加强件；所述加强件填充在所述金属件的至少部分孔道中。

52、可选地，所述加强件的材料包括树脂、润滑剂中的至少一种。

53、可选地，所述加强件为树脂，所述金属复合板材的剪切强度为40mpa-65mpa。

54、第六方面，本发明提供一种功能元件，采用第一方面所述的金属件，或第二方面所述的金属组件，或第五方面所述金属板材制备。

55、可选地，所述功能元件包括壳体、散热件、支架。

56、第七方面，本发明提供一种电子设备，包括第一方面所述的金属件、第二方面所述金属组件、第五方面所述金属板材和第六方面所述的功能元件中的至少一种。

57、本发明提供的金属件具有孔道深度较大且孔隙率较高的金属氧化层，有助于增强金属件和树脂之间的结合力。

58、进一步，本发明提供的金属组件，由于其包括至少两个相互连接的上述的金属件，因此其同样和树脂具有强结合力。