一种彩色陶瓷制造技术

本实用新型专利技术公开了一种彩色陶瓷，包含陶瓷面，所述陶瓷面为经过粗化处理后的陶瓷面，所述陶瓷面的材料颗粒结构暴露于该陶瓷面的至少一部分，有暴露材料颗粒结构的该陶瓷面的该部分具有微粒，所述微粒的密度为1～10微米^2,及在有暴露材料颗粒结构的该陶瓷面的该部分的粗糙度Ra为0.01～0.5μm，所述陶瓷面上部设有彩色层，所述陶瓷面下部印刷有油墨层，所述彩色层是由第一膜层和第二膜层交替排列的堆叠膜层，其中所述第一膜层的折射率高于所述第二膜层的折射率。本实用新型专利技术采用硬质薄膜材料作为彩色层，提高膜层硬度及耐刮擦特性，改变陶瓷表面粗糙度，调整镜面反射和漫反射占比，控制整体颜色效果，利用真空镀膜技术精确控制膜层厚度保证颜色的稳定性及一致性。

【技术实现步骤摘要】
一种彩色陶瓷
本技术涉及一种陶瓷，尤其是一种彩色陶瓷。
技术介绍
针对现有彩色陶瓷，一般是采用色粉添加方法，现有技术一般分为两种：第一种：向陶瓷粉体里掺杂彩色色料，例如专利CN104446457A中所述，目前彩色陶瓷一般是向陶瓷粉体中添加无机颜料，可制得所需颜色陶瓷，以氧化锆为例，本征氧化锆陶瓷为白色，在改性陶瓷材料中添加氧化铒后可得到粉红色氧化锆陶瓷；在改性陶瓷材料中添加氧化钴后可得到咖啡色氧化锆陶瓷；在改性陶瓷材料中添加氧化锰后可得到了蓝色改性氧化锆陶瓷；如果向其中添加多种无机氧化物颜料，则可以调整陶瓷的颜色，达到多彩陶瓷的目的。第二种：在陶瓷表面做颜色涂层，例如专利CN105622169A中，陶瓷表面使用玻璃粉和色料进行颜色调制，然后再烧结抛光，得到与陶瓷相同质感的光洁面，其制作工艺类似于釉中彩工艺，该工艺理论上可以调制出任意颜色，但质感效果难以调节，无法具备金属质感或釉上彩效果。第一种技术通过向陶瓷粉体中掺杂彩色色料来呈现颜色，颜色主要是通过色料本体颜色或烧结过程中金属离子发生的价态改变来呈现各种颜色，因此，其缺点如下：1、颜色一般较浅，浓度不高，无法做到艳丽且具备金属质感颜色效果；2、陶瓷发色容易出现色斑，不均；3、颜色不够稳定，容易波动；4、生产周期长，工序复杂；5、陶瓷一旦加工成型，颜色无法改变；6、彩色陶瓷存在力学性能隐患。第二种技术是在陶瓷表面做彩色涂层，主要依靠涂层颜色来呈现，因此其缺点如下：1、表面涂层容易引起瓷体翘曲；2、涂层使用过程中存在脱落风险；3、一旦加工成型，颜色无法改变；以上两种彩色陶瓷制备方法得到的样品，其质感均无法具备金属质感颜色效果。第一种方案导致的技术及对应的原因是：1、因为掺杂的色料比例小，且色料多为无机物，颜色饱和度不够，若比例增大，则容易出现力学性能急剧下降；2、色斑因为添加的色料颗粒存在团聚；不均是色料晶粒长大速度与陶瓷本体材料不匹配所致；3、因添加的氧化物在烧结过程中容易受到气氛，温度波动出现颜色浓度差异；4、因添加的氧化物粉料需均匀与瓷粉混合均匀，有些需和瓷粉一同制备，如共沉淀法，溶胶凝胶法，离子交换法；5、因颜色的显现是在烧结加工后呈现，而烧结晶粒长大是一个不可逆过程，一旦成型无法返工；6、一些陶瓷粉体为达到颜色均匀，将色料与瓷粉一同制备，有些陶瓷粉体材料晶体被色料改变，发生晶格畸变，存在晶体缺陷。第二种方案导致的技术及对应的原因是：1、烧结过程中陶瓷与涂层之间存在膨胀系数差异或者存在热应力，当二者一致性存在差异后会产生翘曲；2、因为涂层在与陶瓷共同受到外力影响时，形变量不一致，且玻璃为脆性材料，容易产生非弹性断裂；3、颜色的烧制是不可逆过程，一旦烧制成型无法改变。
技术实现思路
基于此，本技术的目的在于克服上述现有技术的不足之处而提供一种可调节金属质感效果的超硬彩色陶瓷。为实现上述目的，本技术所采取的技术方案为：一种彩色陶瓷，包含陶瓷面，所述陶瓷面为经过粗化处理后的陶瓷面，所述陶瓷面的材料颗粒结构暴露于该陶瓷面的至少一部分，有暴露材料颗粒结构的该陶瓷面的该部分具有微粒，所述微粒的密度为1～10微米^2,及在有暴露材料颗粒结构的该陶瓷面的该部分的粗糙度Ra为0.01～0.5μm，所述陶瓷面上部设有彩色层，所述陶瓷面下部印刷有油墨层，所述彩色层是由第一膜层和第二膜层交替排列的堆叠膜层，其中所述第一膜层的折射率高于所述第二膜层的折射率。所述陶瓷面粗化均匀，所述微粒密度的选择，使得陶瓷面吸附力强，非常有利于后续彩色层的制备，彩色层与陶瓷面键合强度高，彩色层致密性良好，组织成分均匀。本技术所述彩色层直接设于陶瓷面表面，彩色层为不同高低折射率交替出现的堆叠膜层，可以根据光的干涉效应显现颜色，符合方程布拉格方程：nd＝1/4kλ，且所述膜层厚度是原子级堆积，致密性和细腻程度都远超常规色料；陶瓷在成型后，质感、效果及颜色可调，能呈现金属质感，镜面或非镜面效果；颜色均匀稳定，批次间控制精准；表面光滑致密，粗糙度、光泽度可调节；适用于平面和无遮挡曲面陶瓷；可批量大规模连续性生产。优选地，所述彩色层上部依次设有SiO2层、AF膜层。本技术彩色层之上是SiO2+AF层，具有防污憎水功能。优选地，所述第一膜层为TiO2、PZT、BaTiO3、Ta2O5、ZnO、Si中的至少一种；所述第二膜层为MgO、MgF2、Y2O3、BaO、SiO2中的至少一种。优选地，所述彩色层还包含硬质薄膜材料，所述彩色层绝缘非导且无信号屏蔽，可以提升整体耐刮擦能力。本技术所述硬质薄膜材料可以为第一膜层材料，也可以为第二膜层材料，具体根据其与第一膜层、第二膜层折射率的大小进行具体决定，如果硬质薄膜材料的折射率高于第一膜层，则将硬质薄膜材料放在第一膜层；如果硬质薄膜材料的折射率低于第二膜层，则将硬质薄膜材料放在第二膜层；如果硬质薄膜材料的折射率介于第一膜层与第二膜层之间，则硬质薄膜材料放在第一膜层、第二膜层均可以；本技术第一膜层与第二膜层的交替排列，主要目的是调色，而所述硬质薄膜材料，具有较好的增强硬度的作用，也可以进行调色；此外，本技术第一膜层、第二膜层的厚度并无具体限制，只要两个膜层厚度总和为彩色层厚度即可。更优选地，所述硬质薄膜材料为碳化物类硬质薄膜材料、氮化物类硬质薄膜材料、硼化物类硬质薄膜材料、硅化物类硬质薄膜材料、氧化物类硬质薄膜材料中的至少一种；所述碳化物类硬质薄膜材料为类金刚石薄膜材料(DLC)、B4C薄膜材料、WC薄膜材料、TiC薄膜材料、ZrC薄膜材料、VC薄膜材料、SiC薄膜材料、MoC薄膜材料、NbC薄膜材料、Cr3C2薄膜材料、TaC薄膜材料中的至少一种；所述氮化物类硬质薄膜材料为TiN薄膜材料、VN薄膜材料、TaN薄膜材料、NbN薄膜材料、ZrN薄膜材料、HfN薄膜材料、ThN薄膜材料、BN薄膜材料、AlN薄膜材料、Si3N4薄膜材料中的至少一种；所述硼化物类硬质薄膜材料为TiB2薄膜材料、VB2薄膜材料、TaB薄膜材料、WB薄膜材料、ZrB薄膜材料、AlB薄膜材料、SiB薄膜材料、NbB2薄膜材料、CrB2薄膜材料、W2B5薄膜材料中的至少一种；所述硅化物类硬质薄膜材料为TiSi薄膜材料、MoSi薄膜材料、ZrSi薄膜材料中的至少一种；所述氧化物类硬质薄膜材料为Al2O3薄膜材料、ZrO2薄膜材料、Cr2O3薄膜材料、Nb2O5薄膜材料中的至少一种。优选地，在选择硬质薄膜材料时，选择较高折射率的硬质薄膜材料。高低折射率交替出现，优选较高的折射率材料是为了拉开与低折射率之间的差值，二者之间的差值较大时，有利于减少设计膜系的层数从而降低生产成本和膜层脱落的风险。优选地，所述彩色层的厚度为1～1500nm，所述油墨层的厚度为0～50μm。彩色层厚度几乎不增加陶瓷素材厚度，也不会降低陶瓷本体力学特性。优选地，所述彩色层的厚度为20～1200nm，所述油墨层的厚度为1～45μm。优选地，所述SiO2层的厚度为1～50nm，所述AF膜层的厚度为1～50nm。优选地，所述SiO2层的厚度为2～45nm，所述AF膜层的厚度为2～45nm。彩色层厚度的选择可以使彩色层在满足颜色的同时与陶瓷之间的附着力更佳；油墨厚度选择可以满足遮光特性同时保本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种彩色陶瓷，其特征在于，包含陶瓷面，所述陶瓷面为经过粗化处理后的陶瓷面，所述陶瓷面的材料颗粒结构暴露于该陶瓷面的至少一部分，有暴露材料颗粒结构的该陶瓷面的该部分具有微粒，所述微粒的密度为1～10微米^2,及在有暴露材料颗粒结构的该陶瓷面的该部分的粗糙度Ra为0.01～0.5μm，所述陶瓷面上部设有彩色层，所述陶瓷面下部印刷有油墨层，所述彩色层是由第一膜层和第二膜层交替排列的堆叠膜层，其中所述第一膜层的折射率高于所述第二膜层的折射率。

【技术特征摘要】
1.一种彩色陶瓷，其特征在于，包含陶瓷面，所述陶瓷面为经过粗化处理后的陶瓷面，所述陶瓷面的材料颗粒结构暴露于该陶瓷面的至少一部分，有暴露材料颗粒结构的该陶瓷面的该部分具有微粒，所述微粒的密度为1～10微米^2,及在有暴露材料颗粒结构的该陶瓷面的该部分的粗糙度Ra为0.01～0.5μm，所述陶瓷面上部设有彩色层，所述陶瓷面下部印刷有油墨层，所述彩色层是由第一膜层和第二膜层交替排列的堆叠膜层，其中所述第一膜层的折射率高于所述第二膜层的折射率。2.如权利要求1所述的彩色陶瓷，其特征在于，所述彩色层上部依次设有SiO2层、AF膜层。3.如权利要求1所述的彩色陶瓷，其特征在于，所述第一膜层为TiO2、PZT、BaTiO3、Ta2O5、ZnO、Si中的至少一种；所述第二膜层为MgO、MgF2、Y2O3、BaO、SiO2中的至少一种。4.如权利要求1所述的彩色陶瓷，其特征在于，所述彩色层还包含硬质薄膜材料，所述彩色层绝缘非导且无信号屏蔽。5.如权利要求4所述的彩色陶瓷，其特征在于，所述硬质薄膜材料为碳化物类硬质薄膜材料、氮化物类硬质薄膜材料、硼化物类硬质薄膜材料、硅化物类硬质薄膜材料、氧化物类硬质薄膜材料中的至少一种；所述碳化物类硬质薄膜材料为类金刚石薄膜材料、B4C薄膜材料、WC薄膜材料、TiC薄膜材料、ZrC薄膜材料、VC薄膜材料、Si...

【专利技术属性】
技术研发人员：马艳红，李喜宏，白姣姣，
申请(专利权)人：潮州三环集团股份有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44