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随着能源危机与环境污染问题的日益突出,轻量化材料的应用已成为节能减排技术的重要手段之一,尤其是在汽车、电子等工业领域都有着广泛的应用。其中,聚合物/金属材料（PMH）不仅可以满足汽车、电子产品的综合性能要求,而且可以大大减轻产品重量。因此,聚合物金属复合成型技术研究显得格外重要。本文采用超声波辅助压制成型技术制备无胶粘合的等规聚丙烯/铝合金材料,并对制品的粘结性能和粘结机制进行研究。首先,采用磷酸阳极氧化恒流法在铝合金表面制备微纳米孔氧化膜;其次,通过正交试验研究成型温度、压力、超声振幅和超声时间对制品粘结性能的影响,并获得最佳的成型工艺参数;最后,对比常规压制成型与超声辅助压制成型的聚丙烯/铝合金制品的粘结性能,总结出超声波辅助异质连接技术界面粘结增强机制。1、阳极氧化处理制备微纳尺度多孔结构铝合金表面为了获取合适微观互锁结构,分别采用抛光处理与恒流法磷酸阳极氧化处理A5754铝合金表面,扫面电镜与原子力显微镜结果显示抛光试样P-Al表面光滑无明显的微孔及缺陷,粗糙度仅为2.318nm;经过磷酸阳极氧化处理后的铝合金表面形成了蜂窝状多孔膜:电流密度为4A/dm2的试样P/A1-Al孔隙率为44.72%、平均孔径为180nm,粗糙度为58.346nm;当电流密度增大到16A/dm2后,试样P/A2-Al孔隙率、平均孔径大小分别为41.94%、130nm,粗糙度达到了89.951nm。2、正交实验优化聚丙烯/铝合金超声波辅助压制成型工艺选用阳极氧化电流密度为16A/dm2的试样P/A2-Al作为实验样品,考察超声波压制四参数（振幅、超声时间、压力、粘合温度）对聚丙烯/铝合金搭接材料性能的影响,通过L9（34）正交实验发现:压力和粘合温度对试样拉伸剪切强度的影响较大,而超声时间对试样断裂伸长率和弯曲性能的影响较大,超声波辅助压制成型最佳工艺参数为:振幅为50%,超声时间为5s,压力为0.6MPa,粘合温度为175℃,压制时间为15s。3、聚丙烯/铝合金搭接界面粘结机理研究为了探究超声波辅助异质连接技术界面粘结增强机制,通过在非超声与超声辅助作用条件下,对等规聚丙烯（iPP）和不同电流密度磷酸阳极氧化处理的铝合金搭接试样的粘结性能进行对比分析。实验结果显示,非超声压制成型试样HPT-1的拉伸剪切强度为9.21±0.80MPa,而超声辅助成型的试样UHPT-1的拉伸剪切强度为19.08±0.18MPa,较非超声成型试样增加了107%;当阳极氧化电流密度增大到16A/dm2后,非超声压制成型试样HPT-2的拉伸剪切强度为11.51±0.91MPa,较试样HPT-1增加了24%;而超声辅助成型的试样UHPT-2的拉伸剪切强度为23.98±0.56MPa,较试样HPT-2和UHPT-1分别增加了108%、25%。对试样失效界面进行扫面电镜表征发现,试样HPT-1发生界面失效的铝合金和聚丙烯表面平整,失效模式主要为界面脱粘失效;当阳极氧化电流密度增大后,试样HPT-2失效模式为界面失效+内聚失效,铝合金表面树脂残留增多,聚丙烯表面无明显塑性变形;虽然试样UHPT-1和UHPT-2失效模式均为界面失效+内聚失效,失效后的聚丙烯表面均出现了明显的塑性变形,但试样UHPT-2的聚丙烯表面发生塑性变形的面积较大,塑性变形更明显。电镜观察与线扫描发现,试样HPT-1的横截面存在微小缝隙,聚丙烯与铝合金在界面处无明显的元素扩散现象;试样HPT-2在界面处出现较明显的元素扩散现象,横截面处存在明显的聚合物粘连现象;超声辅助成型的试样UHPT-1和UHPT-2在界面观察到聚丙烯熔体进入纳米孔洞内并形成了机械互锁结构,界面粘结十分紧密,线扫描显示存在明显的元素扩散现象。通过X射线衍射（XRD）与示差扫描量热仪（DSC）测试发现,在超声试样UHPT-1和UHPT-2在界面结合处的出现了聚丙烯β晶体,而常规试样在界面处聚丙烯的晶型为α晶体。