本發(fā)明涉及手機(jī)配件領(lǐng)域，具體涉及一種氧化鋯陶瓷手機(jī)后蓋的制備方法以及該方法制備的手機(jī)后蓋產(chǎn)品。

背景技術(shù)：

手機(jī)后蓋既是保護(hù)機(jī)體最直接的方式，也是影響其散熱效果、重量、美觀度的重要因素。因而，制作手機(jī)后蓋的材料要求具有強(qiáng)度高，耐熱導(dǎo)熱性良好、具有電磁屏蔽性、尺寸穩(wěn)定、外觀手感好、品味高等特點，技術(shù)向輕量薄壁化方向發(fā)展，以達(dá)到保護(hù)、散熱、美觀的作用。

目前市場上手機(jī)后蓋通常主要用ABS、PC、PPO等工程塑料、合金與碳纖維或玻璃纖維的復(fù)合材料等，另外還有一些手機(jī)則使用金屬材料：鎂、鋁、不銹鋼等合金。但這些材料依然存在硬度低、不耐磨、易劃傷、易變形、不環(huán)保、不耐熱、易褪色等缺點。近年來具有外觀靚麗，高強(qiáng)度，耐磨損、不變色等特點的陶瓷手機(jī)后蓋逐漸得到青睞。陶瓷手機(jī)后蓋比玻璃等材質(zhì)的手機(jī)后蓋更好看，尤其是那種溫潤的色澤，是其他材質(zhì)無法比擬的。氧化鋯陶瓷的特性是特別硬，其硬度僅次于鉆石，所以基本不會造成劃痕，所以背膜就不用貼了。

目前制備的陶瓷手機(jī)后蓋主要以氧化鋯、碳化硅、氧化鋁等為材料的結(jié)構(gòu)陶瓷，其中氧化鋯具有優(yōu)良的力學(xué)性能，應(yīng)用廣泛。純氧化鋯從高溫冷卻到室溫的過程中將發(fā)生相變，其中在1150℃左右會發(fā)生四方相到單斜相相變，并伴隨約5%的體積膨脹。如果將氧化鋯的四方相轉(zhuǎn)換成單斜相的相變點穩(wěn)定到室溫，使其在承載時由應(yīng)力誘發(fā)產(chǎn)生四方相轉(zhuǎn)換成單斜相的相變，由于相變產(chǎn)生的體積效應(yīng)而吸收大量的斷裂能，便能使材料表現(xiàn)出異常高的斷裂韌度，產(chǎn)生相變增韌，獲得高韌性、高耐磨性。因而氧化釔穩(wěn)定的四方氧化鋯陶瓷（Y-TZP）表現(xiàn)出最為優(yōu)異的綜合性能。

目前市場上的陶瓷手機(jī)后蓋，其制備方法主要采用流延法。此流延法因其納米氧化鋯粉體顆粒的特性（D50≤1um），在與溶劑混合之后得到的流延漿料在流延過程中容易開裂；在燒結(jié)過程中也存在著排膠困難、整體變形或局部翹曲變形等問題，因此該方法目前無法實現(xiàn)量產(chǎn)，這也是現(xiàn)有市場上采用陶瓷后蓋的手機(jī)無法大量上市滿足市場需求的原因。

比如，公開號為CN104961461A、公開日為2015年10月7日的中國發(fā)明，公開了一種氧化鋯陶瓷手機(jī)后蓋的制備方法，通過氧化釔穩(wěn)定的氧化鋯粉體的摻雜改性，結(jié)合薄膜流延成型技術(shù)，提供了一種氧化鋯陶瓷手機(jī)后蓋的制備方法。但是，該方法依然存在流延法的流延開裂、燒結(jié)變形問題，影響其量產(chǎn)化。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題和不足，為了解決目前正常工藝中無法實現(xiàn)的工藝要求：弧形加工、表面光潔度、表面平整度等。本發(fā)明旨在提供一種具有精度更高、強(qiáng)度好、完全可以實現(xiàn)批量化生產(chǎn)的氧化鋯陶瓷手機(jī)后蓋的制備方法，以期能實現(xiàn)手機(jī)后蓋必須要有足夠的強(qiáng)度和薄壁化，同時實現(xiàn)量產(chǎn)化，以滿足市場需求。

為實現(xiàn)本發(fā)明的目的，發(fā)明人提供如下的技術(shù)方案：

一種氧化鋯陶瓷手機(jī)后蓋的制備方法，包括如下步驟：

（1）干壓成型并封裝：根據(jù)不同的手機(jī)后蓋形狀尺寸選用不同的模具，用干壓法將氧化鋯造粒粉干壓成型，然后封裝，

干壓成型的目的在于將手機(jī)后蓋初步成型；封裝的目的是以此來防止在下一步等靜壓成型中水浸濕坯體，導(dǎo)致坯體報廢，

（2）等靜壓成型：將步驟（1）中封裝好的坯體放入等靜壓機(jī)中進(jìn)行等靜壓成型，

此目的在于將初步成型的坯體進(jìn)一步致密化，既防止產(chǎn)品在干壓過程中出現(xiàn)不均勻的現(xiàn)象，也減少產(chǎn)品在燒結(jié)過程中尺寸產(chǎn)生較大變化，

（3）燒結(jié)、復(fù)燒：將步驟（2）中等靜壓成型后的坯體放入窯爐中燒結(jié)成陶瓷片；再進(jìn)入復(fù)平窯復(fù)燒，以達(dá)到更好的平整度，

（4）打磨、切割、精磨、拋光：將步驟（3）中燒結(jié)完成的陶瓷片用砂輪進(jìn)行打磨，將陶瓷片打磨成所需厚度；再將厚度打磨完成的陶瓷片按要求長度尺寸進(jìn)行切割，使陶瓷片完全成型；完全成型的陶瓷片進(jìn)行精磨和拋光后，得到所述的氧化鋯陶瓷手機(jī)后蓋。

作為優(yōu)選方案，本發(fā)明中，所述步驟（1）中的氧化鋯造粒粉的組成按質(zhì)量百分比計是≥80%的氧化鋯、≤10%的氧化釔和≤10%氧化鋁；所述的氧化鋯造粒粉的規(guī)格滿足：灼燒減量≤5%，松裝密度≥1.1g/cm3，水分≤5%。

作為優(yōu)選方案，本發(fā)明中，所述步驟（1）中的干壓成型的壓力為20KN~200KN，此壓力控制范圍是由現(xiàn)有氧化鋯陶瓷手機(jī)后蓋的厚度和大小決定的。

作為優(yōu)選方案，本發(fā)明中，所述步驟（1）中的封裝采用吸塑包裝袋，抽真空以使干壓成型后的坯體緊貼吸塑包裝袋。作為更優(yōu)選的方案，選用-0.05MPa~-0.1MPa真空度抽真空，抽真空時間為5s以上。

作為優(yōu)選方案，本發(fā)明中，所述步驟（2）中的等靜壓成型主要工藝參數(shù)為：成型壓力為100MPa~250MPa，保壓時間為100s~200s。

作為優(yōu)選方案，本發(fā)明中，所述步驟（3）中：窯爐燒結(jié)的最高溫度在1300℃~1600℃，燒結(jié)整個過程用時28h~48h；撫平窯復(fù)燒的最高溫度為1300℃~1400℃，整個復(fù)燒過程用時20h~30h。

作為優(yōu)選方案，本發(fā)明中，所述步驟（4）中：陶瓷片厚度應(yīng)在0.15mm~1.0mm之間。

本發(fā)明還提供了一種由上述氧化鋯陶瓷手機(jī)后蓋的制備方法獲得的手機(jī)后蓋。該手機(jī)后蓋具有強(qiáng)度高和薄型化（厚度在0.15mm~1.0mm之間）的特點，更符合市場需求。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點：

（1） 本發(fā)明采用氧化鋯造粒粉，用干壓成型的方式，極大的簡化了工序，并且操作流程簡單方便，便于工業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)。實驗亦表明本發(fā)明方法工藝穩(wěn)定。

（2）本發(fā)明采用干壓成型技術(shù)取代流延成型的生產(chǎn)工藝，直接避免了流延開裂問題，同時采用燒結(jié)并復(fù)燒的工藝，大大降低了燒結(jié)變形的概率，可以輕易的實現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)。解決了目前正常工藝中無法實現(xiàn)的弧形加工，具有表面光潔度高、表面平整度高等特點。

（3） 本發(fā)明所生產(chǎn)出的氧化鋯陶瓷具有高強(qiáng)度、高耐磨性、高硬度等優(yōu)良特性，所生產(chǎn)的氧化鋯陶瓷手機(jī)后蓋，性能滿足：維氏硬度≥1200kg/mm2，斷裂韌性≥14MPa?m?，抗彎強(qiáng)度≥1100MPa，密度≥6.00g/cm3。

附圖說明

圖1是本發(fā)明打磨工序中采用的與氧化鋯陶瓷手機(jī)后蓋成品的形狀一致的砂輪的蓋板內(nèi)砂輪示意圖和A部局部放大圖。圖中，1：砂輪的內(nèi)空孔；2：砂輪實體；3：金剛砂。

圖2是本發(fā)明打磨工序中采用的與氧化鋯陶瓷手機(jī)后蓋成品的形狀一致的砂輪的蓋板外砂輪示意圖和A部局部放大圖。圖中，1：砂輪的內(nèi)空孔；2：砂輪實體；3：金剛砂。

圖3是本發(fā)明采用的砂輪與手機(jī)后蓋配合示意圖（內(nèi)）。圖中，1：砂輪的內(nèi)空孔；2：砂輪實體；3：金剛砂；4：手機(jī)后蓋。

圖4是本發(fā)明采用的砂輪與手機(jī)后蓋配合示意圖（外）。圖中，1：砂輪的內(nèi)空孔；2：砂輪實體；3：金剛砂；4：手機(jī)后蓋。

具體實施方式

下面結(jié)合實施例，更具體地說明本發(fā)明的內(nèi)容。應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明的實施并不局限于下面的實施例，對本發(fā)明所做的任何形式上的變通和/或改變都將落入本發(fā)明保護(hù)范圍。

在本發(fā)明中，若非特指，所有的設(shè)備和原料等均可從市場購得或是本行業(yè)常用的。下述實施例中的方法，如無特別說明，均為本領(lǐng)域的常規(guī)方法。

一點說明：實際生產(chǎn)中不會有100%的純凈的復(fù)合氧化鋯，所以存在質(zhì)量百分比≤0.7%的雜質(zhì)，雜質(zhì)以氧化鋁為主。

實施例1

本實施例中采用的氧化鋯造粒粉，主要組成成分按質(zhì)量百分比計為：≥91.243%的氧化鋯、5.305%的氧化釔和3.327%的氧化鋁。氧化鋯造粒粉的規(guī)格滿足：灼燒減量≤4%，松裝密度≥1.3g/cm3，水分≤3%。

一種氧化鋯陶瓷手機(jī)后蓋的制備方法，包括：

（1）干壓成型

將氧化鋯造粒粉在130KN的壓力下，用干壓機(jī)干壓成型；

（2）抽真空封裝

將步驟（1）中初步成型后的坯體放入吸塑包裝袋中封裝，選用-0.7MPa真空度經(jīng)6s將吸塑包裝袋中的空氣完全抽出，使吸塑包裝袋完全緊貼坯體；

（3）等靜壓成型

將步驟（2）中已封裝好的坯體放入等靜壓機(jī)中，在230MPa的壓力下進(jìn)行等靜壓成型處理，保壓時間為120s；

（4）燒結(jié)

將步驟（3）中等靜壓成型后的坯體在最高溫度為1530℃的環(huán)境下進(jìn)行燒結(jié)，從開始到結(jié)束的整個燒結(jié)時間為40h；

（5）復(fù)燒

將步驟（4）中燒結(jié)完成的陶瓷片放入最高溫度為1335℃的復(fù)平窯中進(jìn)行復(fù)燒，整個復(fù)燒過程用時26h；

（6）厚度打磨

將步驟（5）中復(fù)燒完成的陶瓷片，放入磨床，用與氧化鋯陶瓷手機(jī)后蓋成品的形狀一致的砂輪（參考附圖1、2、3和4）進(jìn)行打磨，將陶瓷片厚度磨到標(biāo)準(zhǔn)厚度（0.15-1.0mm之間）；

（7）切割

將步驟（6）中厚度打磨完成的陶瓷片進(jìn)行長度切割，來達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)長度，就此氧化鋯陶瓷手機(jī)后蓋完全成型；

（8）機(jī)加工

將步驟（7）中完全成型的氧化鋯陶瓷手機(jī)后蓋進(jìn)行精磨、拋光，得到所述的氧化鋯陶瓷手機(jī)后蓋。

經(jīng)過上述八個步驟后便能得到所需的氧化鋯陶瓷手機(jī)后蓋，經(jīng)檢測該氧化鋯陶瓷手機(jī)后蓋的性能達(dá)到：抗彎強(qiáng)度為1121MPa，斷裂韌性為14.25MPa/m2，維氏硬度為1275kg/mm2，密度為6.064g/cm3。在整個燒結(jié)和復(fù)燒過程中，沒有出現(xiàn)變形問題，加工性能良好。本發(fā)明工藝簡單，容易實現(xiàn)。實驗表明工藝穩(wěn)定，規(guī)?；a(chǎn)量可達(dá)。

實施例2

本實施例中采用的氧化鋯造粒粉，主要組成成分按質(zhì)量百分比計為≥90.414%的氧化鋯、5.025%的氧化釔和4.439%的氧化鋁。氧化鋯造粒粉的規(guī)格滿足：灼燒減量≤4.2%，松裝密度≥1.27g/cm3，水分≤2.7%。

一種氧化鋯陶瓷手機(jī)后蓋的制備方法，包括：

（1）干壓成型

將氧化鋯造粒粉在170KN的壓力下，用干壓機(jī)干壓成型；

（2）抽真空封裝

將步驟（1）中初步成型后的坯體放入吸塑包裝袋中封裝，選用-0.8MPa真空度經(jīng)5s將專用塑料袋中的空氣完全抽出，使吸塑包裝袋完全緊貼坯體；

（3）等靜壓成型

將步驟（2）中已封裝好的坯體放入等靜壓機(jī)中，在200MPa的壓力下進(jìn)行等靜壓成型處理，保壓時間為120s；

（4）燒結(jié)

將步驟（3）中等靜壓成型后的坯體在最高溫度為1553℃的環(huán)境下進(jìn)行燒結(jié)，從開始到結(jié)束的整個燒結(jié)時間為42h；

（5）復(fù)燒

將步驟（4）中燒結(jié)完成的陶瓷片放入最高溫度為1351℃的撫平窯中進(jìn)行復(fù)燒，整個復(fù)燒過程用時28h；

（6）厚度打磨

將步驟（5）中復(fù)燒完成的陶瓷片，放入磨床，用與氧化鋯陶瓷手機(jī)后蓋成品的形狀一致的砂輪（參考附圖1、2、3和4）進(jìn)行打磨，將陶瓷片厚度磨到標(biāo)準(zhǔn)厚度（0.15-1.0mm之間）；

（7）切割

將步驟（6）中厚度打磨完成的陶瓷片進(jìn)行長度切割，來達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)長度，就此氧化鋯陶瓷手機(jī)后蓋完全成型；

（8）機(jī)加工

將步驟（7）中完全成型的氧化鋯陶瓷手機(jī)后蓋進(jìn)行精磨、拋光，得到所述的氧化鋯陶瓷手機(jī)后蓋。

經(jīng)過上述八個步驟后便能得到所需的氧化鋯陶瓷手機(jī)后蓋，經(jīng)檢測該氧化鋯陶瓷手機(jī)后蓋的性能達(dá)到：抗彎強(qiáng)度為1113MPa，斷裂韌性為15.32MPa/m2，維氏硬度為1234kg/mm2，密度為6.051g/cm3。

在整個燒結(jié)和復(fù)燒過程中，沒有出現(xiàn)變形問題，加工性能良好。

實施例3

本實施例中采用的氧化鋯造粒粉，主要組成成分按質(zhì)量百分比計為≥92.137%的氧化鋯、5.634%的氧化釔和2.221%的氧化鋁。氧化鋯造粒粉的規(guī)格滿足：灼燒減量≤3.6%，松裝密度≥1.34g/cm3，水分≤3.6%。

一種氧化鋯陶瓷手機(jī)后蓋的制備方法，包括：

（1）干壓成型

將氧化鋯造粒粉在100KN的壓力下，用干壓機(jī)干壓成型；

（2）抽真空封裝

將步驟（1）中初步成型后的坯體放入吸塑包裝袋中封裝，選用-0.6MPa真空度經(jīng)8s將專用塑料袋中的空氣完全抽出，使吸塑包裝袋完全緊貼坯體；

（3）等靜壓成型

將步驟（2）中已封裝好的坯體放入等靜壓機(jī)中，在250MPa的壓力下進(jìn)行等靜壓成型處理，保壓時間為120s；

（4）燒結(jié)

將步驟（3）中等靜壓成型后的坯體在最高溫度為1486℃的環(huán)境下進(jìn)行燒結(jié)，從開始到結(jié)束的整個燒結(jié)時間為46h；

（5）復(fù)燒

將步驟（4）中燒結(jié)完成的陶瓷片放入最高溫度為1387℃的撫平窯中進(jìn)行復(fù)燒，整個復(fù)燒過程用時28h；

（6）厚度打磨

將步驟（5）中復(fù)燒完成的陶瓷片，放入磨床，用與氧化鋯陶瓷手機(jī)后蓋成品的形狀一致的砂輪（參考附圖1、2、3和4）進(jìn)行打磨，將陶瓷片厚度磨到標(biāo)準(zhǔn)厚度（0.15-1.0mm之間）；

（7）切割

將步驟（6）中厚度打磨完成的陶瓷片進(jìn)行長度切割，來達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)長度，就此氧化鋯陶瓷手機(jī)后蓋完全成型；

（8）機(jī)加工

將步驟（7）中完全成型的氧化鋯陶瓷手機(jī)后蓋進(jìn)行精磨、拋光，得到所述的氧化鋯陶瓷手機(jī)后蓋。

經(jīng)過上述八個步驟后便能得到所需的氧化鋯陶瓷手機(jī)后蓋，經(jīng)檢測該氧化鋯陶瓷手機(jī)后蓋的性能達(dá)到：抗彎強(qiáng)度為1134MPa，斷裂韌性為16.74MPa/m2，維氏硬度為1356kg/mm2，密度為6.072g/cm3。

在整個燒結(jié)和復(fù)燒過程中，沒有出現(xiàn)變形問題，加工性能良好。

比較例1 專利申請?zhí)枮镃N201510309285.1的陶瓷手機(jī)后蓋

基本制備工藝為先合成參雜改性的納米氧化鋯粉體，再混合成流延漿料進(jìn)行過濾真空脫泡后流延成膜帶，接著對膜帶進(jìn)行切片、封裝、溫等靜壓及排膠燒結(jié)，最好進(jìn)行機(jī)加工處理。具體如下：

（1）用水將氧化釔穩(wěn)定的高純氧化鋯粉體配置成懸濁液，向懸濁液加分散液中加入分散劑，添加氧化鋁、二氧化鈦、二氧化硅，混合均勻干燥，得到參雜改性的納米氧化鋯粉體。

（2）把參雜改性的納米氧化鋯粉體溶于有機(jī)溶劑中，加入分散劑、粘結(jié)劑，混合攪拌后進(jìn)行分散，得到分散均勻的流延漿料，將流延漿料進(jìn)行過濾、真空脫泡后流延成膜帶。

（3）將流延膜帶進(jìn)行干燥、切片并封裝之后進(jìn)行溫等靜壓，從而得到生坯；將生坯進(jìn)行排膠，然后進(jìn)行燒結(jié)得到陶瓷片。

（4）將陶瓷片進(jìn)行CNC外形加工、砂輪精磨、振動磨拋光后得到氧化鋯陶瓷手機(jī)后蓋。

實驗表明，與此流延法相比，本發(fā)明的制備工藝相對更加簡單，用干壓技術(shù)直接取代流延工藝，避免流延膜帶開裂問題。同時用燒結(jié)及復(fù)燒工藝降低了產(chǎn)品的變形問題，產(chǎn)品報廢率低，生產(chǎn)效率高，生產(chǎn)成本較低，加工性能良好，可進(jìn)行規(guī)模化生產(chǎn)。