[发明专利]高韧性陶瓷、其制备方法以及应用

说明书

技术领域

本发明涉及陶瓷新材料技术领域，具体涉及高韧性陶瓷、其制备方法以及应用。

背景技术

陶瓷材料具有硬度高、耐磨耐划性好、不易腐蚀、无电磁屏蔽效应等优点，很适合做手机等电子产品的外壳材料。目前，陶瓷已经有应用于手机等电子产品的外壳。但是在使用过程中发现，陶瓷属于脆性材料，抗跌落破坏能力较差，因而目前未能在电子产品外壳上得到大规模地应用，这使得陶瓷的应用范围得到了局限，而且也阻碍了进一步开发新材料的电子产品外壳。

发明内容

基于此，本发明提供一种高韧性陶瓷，在陶瓷表面施加压应力，可以增加表面裂纹向内部扩展的阻力，并且加入的氧化铝材料作为强化相可以进一步增加裂纹扩展的阻力，从而可以明显提高陶瓷材料的韧性，增加其抗冲击破坏如跌落破坏的性能。

本发明还提供所述高韧性陶瓷的制备方法。

本发明还提供所述高韧性陶瓷的应用。

为了实现本发明的目的，本发明采用以下技术方案：

一种高韧性陶瓷，包括中间层以及包覆所述中间层的相对两侧面的表面层，所述中间层的膨胀系数大于所述表面层的膨胀系数。

在其中一些实施例中，所述表面层的应力状态为压应力，所述中间层的应力状态为拉应力。

在其中一些实施例中，所述中间层由质量份数为80％-100％的氧化锆以及0％-20％的氧化铝组成，所述表面层由质量份数为60％-90％的氧化锆以及10％-40％的氧化铝组成。

在其中一些实施例中，所述中间层由质量份数为85％-98％的氧化锆以及2％-15％的氧化铝组成，所述表面层由质量份数为65％-88％的氧化锆以及12％-35％的氧化铝组成。

在其中一些实施例中，所述中间层由质量份数为95％的氧化锆以及5％的氧化铝组成，所述表面层由质量份数为85％的氧化锆以及15％的氧化铝组成。

在其中一些实施例中，所述氧化锆为用氧化钇或其他氧化物稳定化后的四方氧化锆，所述氧化铝为氧化铝颗粒、晶须或短纤维。

本发明还采用如下技术方案：

一种制备所述的高性能陶瓷的方法，其包括如下步骤：

通过流延法分别制备中间层流延片与表面层流延片；

将1-5层表面层流延片叠置形成表面层生坯，将1-10层中间层流延片叠置形成中间层生坯；

依次将表面层生坯、中间层生坯以及表面层生坯进行叠置，在室温下通过模压成型，模压的压强为30MPa-50MPa，得到样品生坯；

将所述样品生坯进行等静压处理，等静压的压强为120MPa-200MPa，温度为70℃-100℃；

将等静压处理后的所述样品生坯进行脱脂处理，脱脂温度为500℃-600℃；

将脱脂后的所述样品生坯在温度1300℃-1500℃条件下进行烧结，得到所述的高性能陶瓷。

本发明还采用如下技术方案：

一种高性能陶瓷的应用，所述高韧性陶瓷包括中间层以及包覆所述中间层的相对两侧面的表面层，所述中间层的膨胀系数大于所述表面层的膨胀系数，所述高性能陶瓷应用于电子产品的外壳，形成陶瓷外壳。

在其中一些实施例中，所述陶瓷外壳的厚度为0.1mm-1mm，所述中间层的厚度为0.02mm-0.5mm，所述表面层的厚度为0.01mm-0.4mm。

本发明所述高韧性陶瓷，包括中间层以及包覆中间层的相对两侧面的表面层，中间层的膨胀系数大于表面层的膨胀系数，烧结后陶瓷表面层存在较大的压应力，增加表面裂纹向内部扩展的阻力；同时，加入的氧化铝材料作为强化相也进一步增加了裂纹扩展的阻力，因此可以明显提高陶瓷材料的韧性，增加陶瓷材料抗冲击破坏如跌落破坏的性能；不仅如此，用该工艺制备的产品不仅保证了表面的陶瓷效果，并且增加了陶瓷表面的耐磨、耐划性能。

附图说明

图1是本发明一较佳实施例所述高韧性陶瓷的结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将结合附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。