一种陶瓷手机后盖及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种陶瓷手机后盖的制备方法，包括：（1）用无水乙醇将氧化钇稳定的氧化锆粉体配成悬浊液，向悬浊液中加入分散剂，并添加氧化铝粉体，均匀混合后干燥，得到掺杂改性的氧化钇稳定的氧化锆粉体；（2）取步骤（1）制备掺杂改性的氧化钇稳定的氧化锆粉体，放于SPS模具中，真空条件下进行放电等离子体烧结，得到陶瓷体；（3）将步骤（2）得到的陶瓷体进行外形加工、粗磨、精磨、抛光，得到陶瓷手机后盖。相应的，本发明专利技术还公开一种采用上述方法制得的陶瓷手机后盖。采用本发明专利技术，可以更加简易、快速的制备高强度、高韧性、高硬度陶瓷手机后盖。

Ceramic mobile phone back cover and preparation method thereof

The invention discloses a method for preparing a ceramic, mobile phone cover includes: (1) with anhydrous alcohol zirconia powder with yttria stabilized into suspension, adding to the suspension dispersant, adding alumina powder, mixing and drying, obtained doped zirconia powder of yttrium oxide the stable; (2) take steps (1) preparation of doped zirconia powder of yttria stabilized, put in the SPS mold, by spark plasma sintering under vacuum conditions, obtain the ceramic body; (3) the step (2) ceramic body by shape processing, coarse grinding fine grinding and polishing, get the ceramic cover of mobile phone. Accordingly, the invention also discloses a ceramic mobile phone back cover made by adopting the method. By adopting the invention, the ceramic mobile phone back cover with high strength, high toughness and high hardness can be prepared simply and rapidly.

【技术实现步骤摘要】
一种陶瓷手机后盖及其制备方法
本专利技术涉及手机后盖领域，特别涉及一种陶瓷手机后盖及其制备方法。
技术介绍
氧化锆陶瓷具有高强、高硬、耐高温、耐腐蚀、耐氧化等一系列优异的性能，尤其是具有较高的抗弯强度和断裂韧性，用作手机外壳得到越来越多消费者的青睐，但用于手机后盖领域，陶瓷材料本征的脆性还是限制了其使用中的安全性和可靠性。陶瓷材料晶粒尺寸达到纳米级时往往会带来一系列突破性的改变，如超塑性、延展性、高强度等，要控制陶瓷的晶粒尺寸就必须在陶瓷烧结过程中快速达到致密化，使陶瓷在致密前晶粒来不及长大。对比文件1公布了一种氧化锆陶瓷手机外壳的制备方法，申请号为201510399285。该专利通过流延成型制备流延膜，然后在通过叠层、排胶烧结，CNC、研磨抛光工艺制备陶瓷手机外壳，但该工艺生产周期长，成型3D等复杂形状时后端加工成本高。另外常压烧结过程时间较长，烧结温度过高，导致晶粒容易长大，最终陶瓷的断裂韧性降低。放电等离子烧结(SparkPlasmaSintering,简称SPS)工艺是将金属、陶瓷等粉末装入石墨等材质制成的模具内，利用上、下模冲及通电电极将特定烧结电源和压制压力施加于烧结粉末，经放电活化、热塑变形和冷却完成制取高性能材料的一种新的粉末冶金烧结技术。近年来，放电等离子烧结也有应用到陶瓷领域。对比文件2公开一种低温快速烧结制备碳化硼陶瓷材料的方法，申请号为201410592544.1。该方法包括：将多孔碳化硼粉体装入石墨模具中，放入放电等离子体烧结炉的炉腔内，在真空、惰性气氛或者还原性气氛下进行烧结，烧结的温度为1000～2000℃，烧结完成后随炉冷却至室温，经过研磨即得碳化硼陶瓷材料。但是，通过实施例1-3可以得知，采用该技术制得的烧结体的断裂韧性仅为3.2MPa·m1/2，3.7MPa·m1/2，3.9MPa·m1/2，断裂韧性过低会导致陶瓷体过脆，若将此陶瓷体应用于手机后盖上，手机后盖一摔就裂，不能满足手机后盖对断裂韧性的要求。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于，提供一种更加简易、快速的制备高强度、高韧性、高硬度的陶瓷手机后盖的制备方法。本专利技术所要解决的技术问题还在于，提供一种由上述方法制得的陶瓷手机后盖，该陶瓷手机后盖具有高强度、高韧性、高硬度的优点。为达到上述技术效果，本专利技术提供了一种陶瓷手机后盖的制备方法，包括：（1）用无水乙醇将氧化钇稳定的氧化锆粉体配成悬浊液，向所述悬浊液中加入分散剂，并添加氧化铝粉体，均匀混合后干燥，得到掺杂改性的氧化钇稳定的氧化锆粉体；（2）取步骤（1）制备掺杂改性的氧化钇稳定的氧化锆粉体，放于SPS模具中，真空条件下进行放电等离子体烧结，得到陶瓷体；（3）将步骤（2）得到的陶瓷体进行外形加工、粗磨、精磨、抛光，得到陶瓷手机后盖。作为上述方案的改进，所述陶瓷手机后盖以重量份计的原料如下：氧化锆粉体100份氧化铝粉体3-10份氧化钇2-10份分散剂0.1-2份。作为上述方案的改进，所述氧化锆粉体的粒径为20-50nm；所述氧化铝粉体的粒径为30-70nm；所用分散剂选用BYK。作为上述方案的改进，所述步骤（1）中氧化铝是以可溶性盐形式添加，所述可溶性盐为硝酸盐、碳酸盐和硫酸盐中的至少一种。作为上述方案的改进，所述悬浊液的固含量为35-45%。作为上述方案的改进，所述步骤（1）中改性氧化锆粉体，干燥方式为喷雾干燥，分散方式为球磨，球磨时间为5-15h。作为上述方案的改进，所述步骤（2）中SPS烧结气氛为真空，烧结温度为1100℃-1350℃，升温速率为180-220℃/min，压力为40-60MPa，保压时间为5-15min。作为上述方案的改进，所述步骤（3）中陶瓷手机后盖为2D或3D形状；所述步骤（3）中陶瓷手机后盖的厚度为0.2-0.8mm。作为上述方案的改进，所述步骤（3）中陶瓷手机后盖的密度为6.04-6.08g/cm3，断裂韧性＞11.0MPa.m1/2，维氏硬度HV10＞13GPa，抗弯强度＞1400MPa。相应的，本专利技术还提供由上述任一制备方法制得的陶瓷手机后盖。实施本专利技术具有如下有益效果：本专利技术提供一种利用SPS制备陶瓷手机后盖的方法，首先用无水乙醇将氧化钇稳定的氧化锆粉体配成悬浊液，向悬浊液中加入分散剂，并添加氧化铝粉体，完成氧化锆粉体的掺杂改性；其次，将掺杂改性后的氧化锆粉体，放于SPS模具中，真空条件下进行放电等离子体烧结，得到陶瓷体；最后将陶瓷体进行后加工，得到陶瓷手机后盖。SPS烧结工艺具有下述优点：1、烧结温度低，烧结时间短，生产效率高，可以实现快速烧结，防止陶瓷烧结过程中晶粒尺寸长大，提高陶瓷的断裂韧性；2、烧结体密度高，晶粒细化，是一种净成型技术，可以直接制备平板、2D、3D等复杂形状的手机陶瓷后盖，降低后续CNC加工成本；3、缩短生产周期，操作简单，降低生产成本，不需要配备熟练的操作人员。因此，本专利技术利用改性后的氧化锆粉体，通过SPS烧结，制备得到的陶瓷手机后盖具有高强度、高韧性、高硬度和尺寸控制精确等优点，最大尺寸可以满足6inch手机用，厚度可以达到0.2-0.8mm，并能根据最终产品的形状定制相应的SPS模具，以满足不同规格手机的要求。本专利技术提供的氧化锆陶瓷手机后盖具有较高的韧性，生产周期短、成本低，满足手机行业的应用。本专利技术陶瓷手机后盖的密度为6.04-6.08g/cm3，断裂韧性＞11.0MPa.m1/2，维氏硬度HV10＞13GPa，抗弯强度＞1400MPa。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合具体实施例对本专利技术作进一步地详细描述。本专利技术提供了一种陶瓷手机后盖的制备方法，包括：（1）用无水乙醇将氧化钇稳定的氧化锆粉体配成悬浊液，向所述悬浊液中加入分散剂，并添加氧化铝粉体，均匀混合后干燥，得到掺杂改性的氧化钇稳定的氧化锆粉体；其中，所述陶瓷手机后盖以重量份计的原料如下：氧化锆粉体100份氧化铝粉体3-10份氧化钇2-10份分散剂0.1-2份。本专利技术采用氧化锆、氧化钇、氧化铝和分散剂作为原料，所述氧化锆、氧化钇、氧化铝和分散剂根据陶瓷手机后盖的特性来进行成分比例的选择，只有采用本配方，方能保证最终产品的最佳性能。优选的，所述陶瓷手机后盖以重量份计的原料如下：氧化锆粉体100份氧化铝粉体5-8份氧化钇2-7份分散剂0.1-1份。更佳的，所述陶瓷手机后盖以重量份计的原料如下：氧化锆粉体100份氧化铝粉体6-7份氧化钇4-7份分散剂0.1-1份。所述氧化锆粉体的粒径优选为20-50nm，但不限于此。更佳的，所述氧化锆粉体的粒径优选为30-40nm，所述氧化锆粉体的粒径为20-50nm，可以保证成品的晶粒尺寸小，强度韧性好。但是，氧化锆粉体的粒径若<20nm，粉体太细，不利于成型；氧化锆粉体的粒径若>50nm，烧结产品晶粒尺寸太大，强度和韧性会大幅降低。所述氧化铝粉体的粒径优选为30-70nm，但不限于此。更佳的，所述氧化铝粉体的粒径为40-60nm。所述氧化铝粉体的粒径为30-70nm，可以保证成品的晶粒尺寸小，强度韧性好。但是，氧化铝粉体的粒径若<30nm，粉体太细，不利于成型；氧化铝粉体的粒径若>70nm，烧结产品晶粒尺寸太大，强度和韧性会大幅降低。而且，氧化本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种陶瓷手机后盖的制备方法，其特征在于，包括：（1）用无水乙醇将氧化钇稳定的氧化锆粉体配成悬浊液，向所述悬浊液中加入分散剂，并添加氧化铝粉体，均匀混合后干燥，得到掺杂改性的氧化钇稳定的氧化锆粉体；（2）取步骤（1）制备掺杂改性的氧化钇稳定的氧化锆粉体，放于SPS模具中，真空条件下进行放电等离子体烧结，得到陶瓷体；（3）将步骤（2）得到的陶瓷体进行外形加工、粗磨、精磨、抛光，得到陶瓷手机后盖。

【技术特征摘要】
1.一种陶瓷手机后盖的制备方法，其特征在于，包括：（1）用无水乙醇将氧化钇稳定的氧化锆粉体配成悬浊液，向所述悬浊液中加入分散剂，并添加氧化铝粉体，均匀混合后干燥，得到掺杂改性的氧化钇稳定的氧化锆粉体；（2）取步骤（1）制备掺杂改性的氧化钇稳定的氧化锆粉体，放于SPS模具中，真空条件下进行放电等离子体烧结，得到陶瓷体；（3）将步骤（2）得到的陶瓷体进行外形加工、粗磨、精磨、抛光，得到陶瓷手机后盖。2.如权利要求1所述的陶瓷手机后盖的制备方法，其特征在于，所述陶瓷手机后盖以重量份计的原料如下：氧化锆粉体100份氧化铝粉体3-10份氧化钇2-10份分散剂0.1-2份。3.如权利要求2所述的陶瓷手机后盖的制备方法，其特征在于，所述氧化锆粉体的粒径为20-50nm；所述氧化铝粉体的粒径为30-70nm；所用分散剂选用BYK。4.如权利要求2所述的陶瓷手机后盖的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中氧化铝是以可溶性盐形式添加，所述可溶性盐为硝酸盐、碳酸盐和硫酸盐中的至少一种。5.如权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：余明先，张乾方，吴沙鸥，刘继红，张伟，李毅，张耀辉，
申请(专利权)人：广东百工新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44