金屬?gòu)?fù)合材料的結(jié)合界面是影響復(fù)合板本身質(zhì)量重要因素之一，國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者對(duì)此進(jìn)行大量的研究，目前存在多種不同的結(jié)合機(jī)制理論，其主要內(nèi)容如下：

(1)機(jī)械嚙合理論[21]。該理論認(rèn)為：將兩種擁有不同物理化學(xué)性能的金屬，通過(guò)外界巨大壓力作用，使金屬兩邊的表面互相接觸并鑲嵌在彼此之間，形成互相嚙合狀態(tài)從而實(shí)現(xiàn)金屬之間的復(fù)合。但該理論應(yīng)用狹窄之處是待復(fù)合金屬板表面需要進(jìn)行預(yù)處理。

(2)金屬鍵結(jié)合理論。該理論是在 20 世紀(jì)中期由 Burton M S 提出，Burton 認(rèn)為不同組元金屬的結(jié)合靠的是金屬彼此之間每個(gè)金屬原子的相互吸引，當(dāng)原子之間處于合適的位置，此時(shí)原子之間形成金屬鍵，從而實(shí)現(xiàn)兩種金屬的結(jié)合。但處于低溫復(fù)合的金屬該理論并不適合[22]。

(3)能量理論。該理論認(rèn)為金屬連接過(guò)程中激活金屬原子所具有的能量是金屬連接的關(guān)鍵因素，所以在某些特定條件下，只有打破這一能量壁壘，才會(huì)實(shí)現(xiàn)金屬的連接[23]。

(4)擴(kuò)散理論。該理論在 20 世紀(jì)六十年代由卡扎可夫提出，他認(rèn)為當(dāng)待復(fù)合金屬板進(jìn)行加熱處理，其相互接觸的表面會(huì)由于原子的相互擴(kuò)散形成一層薄薄的擴(kuò)散區(qū)域，從而實(shí)現(xiàn)金屬的連接[24]。該理論不足之處是未考慮到隨著原子擴(kuò)散程度加深，擴(kuò)散區(qū)域深度增加，嚴(yán)重影響并制約著著金屬板的結(jié)合。

(5)三階段理論。該理論認(rèn)為雙金屬在一定溫度及加壓環(huán)境下其固相結(jié)合過(guò)程是由三個(gè)階段構(gòu)成，首先是組元金屬接觸面上的原子在金屬塑性變形的作用下彼此相互接近到使整個(gè)金屬接觸面上產(chǎn)生一定程度引力的距離，即物理接觸形成階段；其次是接觸面上的原子由于在一定條件下得到激活，促發(fā)兩種金屬接觸表面上大量原子相互彼此作用并形成化學(xué)鍵，初步實(shí)現(xiàn)兩種金屬間的結(jié)合，即化學(xué)基礎(chǔ)形成階段；最后是在實(shí)現(xiàn)金屬間初步結(jié)合后，兩種金屬?gòu)?fù)合界面處的金屬原子會(huì)不斷地彼此通過(guò)連接面互相擴(kuò)散，使二者的結(jié)合效果得到增強(qiáng)，從而最終實(shí)現(xiàn)牢固結(jié)合，即擴(kuò)散階段[25]。  

(6)N. Bay 理論。20 世紀(jì) 80 年代丹麥學(xué)者 N. Bay 提出：兩種金屬間可否實(shí)現(xiàn)結(jié)合以及結(jié)合強(qiáng)度的大小是由待復(fù)合金屬表面氧化膜在大壓力作用下其破裂程度大小來(lái)決定的。并且該作者給出了雙金屬結(jié)合強(qiáng)度的理論計(jì)算公式并對(duì)此進(jìn)行了定量分析[27-28]。

后續(xù)提出的多階段結(jié)合理論，是將諸多理論進(jìn)行融合，雖然對(duì)結(jié)合過(guò)程有了更清晰的認(rèn)識(shí)，但卻仍然無(wú)法指導(dǎo)金屬層狀復(fù)合材料的實(shí)際加工過(guò)程。也正是由于目前結(jié)合理論的不足之處，使得人們充分認(rèn)識(shí)到需要大量系統(tǒng)的研究工作才能建立起一套能夠清晰表征界面結(jié)合過(guò)程的完整理論。

1.2 鋁鎂層狀復(fù)合板

1.2.1 鎂合金、鋁合金

鎂是人類(lèi)利用的四大金屬材料之一，鎂元素在地殼蘊(yùn)含量高，其中我國(guó)該元素的儲(chǔ)量名列前茅，鎂礦更是聞名遐邇[29]。21 世紀(jì)以來(lái)，由于鎂合金本身具有高比強(qiáng)度、密度小、成本低、良好的切削加工性能等特性和優(yōu)點(diǎn)，逐漸成為汽車(chē)制造業(yè)、船舶、航空航天器材、電子等制造工業(yè)中重要的結(jié)構(gòu)材料[30-31]。然而，由于鎂的化學(xué)性質(zhì)很活潑，在空氣中金屬表面易被氧化形成金屬氧化物，所形成的氧化物薄膜疏松多孔，在大氣、海洋等環(huán)境下不足與保護(hù)基體，因此不適用于腐蝕性環(huán)境。此外，鎂合金晶體結(jié)構(gòu)為密排六方晶體結(jié)構(gòu)，

本身塑性加工成形能力差這一缺點(diǎn)限制了鎂合金在生活生產(chǎn)中的應(yīng)用與發(fā)展[32]。鋁合金被廣泛用于家庭生活、工業(yè)生產(chǎn)，不僅是因?yàn)槠鋬?yōu)異的耐腐蝕性，良好的加工及延展性，相對(duì)較小的密度等優(yōu)秀化學(xué)物理性能，最主要是其使用、生產(chǎn)成本低[33]。因此為改善鎂合金的變形加工能力，增強(qiáng)合金的耐腐蝕性，提高實(shí)際應(yīng)用效果，采用具有良好加工性能、耐腐蝕的鋁合金跟鎂合金進(jìn)行復(fù)合，使其不僅改善了鎂合金的加工成形性能，而且又有良好的耐腐蝕性，一舉兩得。