[发明专利]一种陶瓷手机后盖及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及手机后盖领域，特别涉及一种陶瓷手机后盖及其制备方法。

背景技术

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(Spark Plasma Sintering,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·m^1/2，3.7MPa·m^1/2，3.9MPa·m^1/2，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。

发明内容

本发明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。

本发明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，本发明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.m^1/2，维氏硬度HV₁₀＞13GPa，抗弯强度＞1400MPa。

相应的，本发明还提供由上述任一制备方法制得的陶瓷手机后盖。

实施本发明具有如下有益效果：