[发明专利]蜂窝状盲孔增韧氧化锆陶瓷手机背板及其制备方法

说明书

本发明公开了一种蜂窝状盲孔增韧氧化锆陶瓷手机背板及其制备方法，该工艺方法是通过注射成型手机背板素坯，利用素坯的塑性，在低的温度下将背板整形得到带有蜂窝状盲孔的手机背板素坯，经过脱脂烧结后将有机高分子塑胶材料注入陶瓷坯体盲孔并固化，有机的将陶瓷背板与有机高分子塑胶材料相结合，在碰撞跌落过程中有机高分子塑胶材料能有效的吸收冲击能量，提高手机背板的断裂韧性，同时有机高分子塑胶材料隐藏于手机陶瓷背板内部，外表面为整体的陶瓷材料，美观大方，同时坚硬的外表面陶瓷提供了良好的耐磨性能，另外一方面是有机高分子塑胶材料密度远低于氧化锆陶瓷，有利于手机背板轻薄化。

技术领域

本发明涉及结构件制备领域，具体涉及消费电子背板结构件制备领域，特别涉及蜂窝状盲孔增韧氧化锆陶瓷手机背板及其制备方法。

背景技术

随着手机等消费电子的迅猛发展，消费电子的外壳(背板)等结构件取得了长足的进步，也遇到新的问题。特别是未来5G时代对消费电子外壳(背板)的材质提出了更苛刻的要求。传统金属由于其屏蔽效果，对天线设计带来巨大的挑战，其将不能用于5G外壳(背板)的制造，而塑料其先天的低强度、不耐磨限制了其在大尺寸屏幕、超薄领域的应用，另外随着消费审美的提高，传统单一的金属外壳和塑料材质的外壳(背板)也将难以打动消费者。

由于ZrO₂陶瓷具有高的强韧性、良好的硬度、高抗磨性，被广泛的应用于结构陶瓷和功能陶瓷领域，有报道部分稳定氧化锆(TZP)可以通过粉末冶金方法制备耐腐的手表表壳、表件和其它仪器零件。因此近年来，将其应用于手机外壳也越来越多的被研究者所尝试。例如申请号为201510309285.1的专利中采用了氧化锆主相中添加氧化铝、氧化钛等添加剂采用流延的方式制备手机外壳。又例如申请号为201510940002.3的专利中用钇稳定的氧化锆陶瓷粉体与有机物混炼挤出成型手机外壳。另外据谢志鹏著的《结构陶瓷》一书报道，量产增韧性能最好的ZrO₂陶瓷断裂韧性也仅为8～12MPa.m^1/2，商用仍然存在问题：氧化锆陶瓷与金属和塑料比，断裂韧性仍然不佳，抗跌落性能差，这必然限制其应用。另一方面氧化锆陶瓷背板为了达到其它材质同等抗跌落性能，必然使用尺寸更厚陶瓷制造，有些甚者厚度超过1mm，而氧化锆陶瓷密度高达6.1g/cm³，这必然导致氧化锆陶瓷背板笨重，与电子产品轻薄化发展路径不符。

发明内容

有鉴于此，本发明针对现有技术存在之缺失，其主要目的一方面是提供一种蜂窝状盲孔增韧氧化锆陶瓷手机背板，该手机背板为氧化锆陶瓷手机背板的第一平面上有多于一个的正多边形盲孔，盲孔内固化封装有机高分子塑胶材料。

优选的，有机高分子塑胶材料为环氧树脂或硅胶。

优选的，正多变形盲孔的孔深度为0.1mm～0.9mm，正多边形盲孔的正多边形的边长为0.5mm～10mm，相邻两个正多边形盲孔的壁厚为0.5mm～3mm。

优选的，正多边形盲孔为等边三角形盲孔、正方形盲孔、正五边形盲孔、正六边形盲孔和圆型盲孔中一种。

为了实现上述目的，另一方面本发明提供了该手机背板的制备方法，具体按以下步骤制备：

a)将表面改性剂、无机纳米氧化锆粉体、石蜡与有机高分子材料在密炼机中高温负压密炼得到喂料；

b)在模具模腔负压下将熔融喂料注入带有多于一个的正多边形凸台的模具中，在半熔状态二次合模加压整形得到带有多于一个的正多边形盲孔的背板素坯；

c)将背板素坯经脱脂保温烧结得到背板毛坯；

d)使用表面改进剂处理背板毛坯的正多边形盲孔；

e)在经过步骤d)处理的背板毛坯的正多边形盲孔内注入液态环氧树脂或液态硅胶后在60℃～180℃温度固化5min～120min。

优选的，经步骤f)处理过的背板毛坯机加工处理。