一种彩色陶瓷手机外壳的制造方法技术

本发明专利技术公开了一种彩色陶瓷手机外壳的制造方法，该方法选择浸渗‑再烧结的工艺将多孔陶瓷素坯浸入着色剂与钇稳定锆盐中再次烧结制备彩色手机外壳，该方法解决了着色剂直接加入陶瓷的一次制备方法严重恶化力学性能的技术问题，进一步该方法公开了负压浸渗与加压浸渗结合的工艺，负压浸渗有利于气体排出，减少包裹气泡形成显微缺陷，加压浸渗能进一步提高钇稳定锆盐在陶瓷素坯的填充率，提高陶瓷密度，该工艺制备的手机外壳不仅颜色鲜艳多样，同时提高了手机外壳综合力学性能，满足多样化的市场需求。

Method for manufacturing color ceramic mobile phone shell

The invention discloses a method for manufacturing ceramic color mobile phone shell, the selection method of infiltration and sintering process porous ceramic biscuit immersion colorant and yttria stabilized zirconium salt again in sintering preparation of color mobile phone shell, the method solves the technical problems of a ceramic colorant directly into the preparation method of the serious deterioration of mechanical the performance of the method further discloses a negative pressure infiltration and pressure infiltration with negative pressure infiltration process, is conducive to reduce gas emissions, wrapped in bubble formation micro defects and pressure infiltration can further improve the yttria stabilized zirconium salt in the filling rate of ceramic blank, improve the density of the ceramics, the preparation process of the mobile phone. Not only a variety of colors, and improve the comprehensive mechanical properties of mobile phone shell, to meet the diversified demands of the market.

【技术实现步骤摘要】
一种彩色陶瓷手机外壳的制造方法
本专利技术涉及结构陶瓷制备领域，特别涉及一种彩色陶瓷手机外壳的制造方法。
技术介绍
近十几年，随着手机等消费电子的迅猛发展，手机外壳等结构件取得了长足的进步。特别是在未来5G时代消费类电子外壳等结构设计时，传统金属由于其屏蔽效果，对天线设计带来巨大的挑战，而塑料其先天的低强度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，传统的金属外壳和塑料外壳也难以打动消费者。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。也有报道部分稳定氧化锆(TZP)可以通过粉末冶金方法，能够制备手表表壳、耐腐的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。ZrO2陶瓷作为手机外壳面临的巨大挑战在于，色泽单一，难以满足消费者对多彩化外壳的需求。申请号为201010173564.7的专利针对此类问题给出的解决方案为在制备陶瓷过程中加入无机着色剂，跟陶瓷一起烧结成瓷，该技术方案最大的问题是少量着色剂就会大大降低陶瓷本身的力学性能，使其难以实际应用。又申请号为201410036959.0专利指出采用碳粉在真空环境下在高于1400℃下热处理得到黑色的氧化锆手机外壳，该方案的技术缺点在于仅能生产黑色的手机外壳。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术针对现有技术存在之缺失，其主要目的是提供一种彩色陶瓷手机外壳的制造方法，该方法是使用浸渗-再烧结的工艺将多孔陶瓷素坯浸入着色剂与钇稳定锆盐中再次烧结制备彩色手机外壳，该方法不仅可以制备多种颜色的手机外壳，并且解决了着色剂直接加入陶瓷会降低陶瓷抗弯强度和断裂韧性等力学性能的问题。该方法制备的手机外壳不仅满足多彩的需求，也兼顾了手机外壳等结构件对硬度和韧性的双重力学性能需求。为实现上述目的，本专利技术采用如下之技术方案：一种彩色陶瓷手机外壳的制造方法，包括以下步骤：a)将纳米钇稳定氧化锆成型为手机外壳坯体；b)将步骤a)得到的手机外壳坯体在高温炉中烧成实际密度占理论密度大于85％且小于95％陶瓷素坯；c)将经步骤b)处理的素坯经数控机床加工整形得到手机外壳陶瓷素坯；d)将步骤c)中得到的手机外壳陶瓷素坯放入硝酸锆、硝酸钇和着色剂的混合溶液中，在负压作用下浸渗1min～10min；e)将步骤d)中得到的手机外壳陶瓷素坯再次放入硝酸锆、硝酸钇和着色剂的混合溶液中，在加压作用下浸渗5min～15min；f)将步骤d)中浸渗后的手机外壳素坯在1450℃～1600℃保温烧结2h～4h，或者在1300℃～1400℃保温烧结2h～4h后在热等静压烧结，热等静压烧结温度1100℃～1200℃，压力50MPa～100MPa，保温时间为30min～1h。优选的，步骤b)中烧结温度为1350℃～1420℃，保温时间为2h～4h。优选的，步骤d)中负压为-0.05MPa～-0.08MPa。优选的，步骤e)中压力为0.5MPa～3MPa。优选的，步骤a)中的成型工艺为钇稳定纳米氧化锆与粘结剂密炼炼胶后经注射成型，密炼温度150℃～180℃，密炼过程还加入了亚微米碳粉、碳酸锆或氢化钛的造孔剂，亚微米造孔剂重量占钇稳定纳米氧化锆0.1％～2％。优选的，步骤a)中粘结剂为高密度聚乙烯，高密度聚乙烯的比重占钇稳定纳米氧化锆比重的10％～15％。优选的，步骤d)和步骤e)着色剂为硝酸铝、硝酸锌、硝酸铬与硼酸的混合溶液，其中硝酸铝、硝酸锌、硝酸铬与硼酸重量为50:30:11:9。优选的，步骤d)和步骤e)着色剂为三氯化钛、氯化亚铁、硝酸钼的酸性混合溶液，其中三氯化钛、氯化亚铁、硝酸钼重量比为97：1.5：1.5。优选的，步骤d)和步骤e)着色剂为硝酸钴、硝酸铬、硝酸锌和硝酸铝的混合溶液，其中硝酸钴、硝酸铬、硝酸锌和硝酸铝重量比为20：30：10：40。优选的，步骤d)和步骤e)着色剂为硝酸钴、硝酸铬、硝酸铁和硝酸锰的混合溶液，其中硝酸钴、硝酸铬、硝酸铁和硝酸锰重量比为43：20：9：28。本专利技术的有益效果是：提供一种彩色陶瓷手机外壳的制造方法，该方法使用浸渗-再烧结的工艺将多孔陶瓷素坯浸入着色剂与钇稳定锆盐中再次烧结制备彩色手机外壳，解决了着色剂直接加入陶瓷的一次制备方法会严重恶化陶瓷抗弯强度和断裂韧性等主要力学性能的技术问题，进一步本专利技术使用负压浸渗与加压浸渗相结合的工艺实现浸渗，负压浸渗有利于气体从陶瓷开孔中排出，减少浸渗过程中包裹气泡形成显微缺陷的问题，再次的加压浸渗能进一步提高钇稳定锆盐在陶瓷素坯的填充率，从而提高烧结后的陶瓷密度，减少气孔等显微缺陷，制备手机外壳不仅颜色鲜艳多样，提高手机外壳综合力学性能优异，满足多样化的市场需求。附图说明图1为制备方法步骤示意图。具体实施方式下面对本专利技术作进一步详细描述：本专利技术采用如下之技术方案：一种彩色陶瓷手机外壳的制造方法，包括以下步骤：a)将纳米钇稳定氧化锆成型为手机外壳坯体；优选的在本实施例中，步骤a)的成型工艺为钇稳定纳米氧化锆与粘结剂密炼炼胶后经注射成型，密炼温度150℃～180℃，在本实施例中粘结剂为高密度聚乙烯，高密度聚乙烯的比重占钇稳定纳米氧化锆比重的10％～15％，除此以外，密炼过程还加入了亚微米碳粉、碳酸锆或氢化钛的造孔剂，亚微米造孔剂重量占钇稳定纳米氧化锆0.1％～2％，造孔剂可以进一步提高陶瓷素坯的开孔率，提高浸渗水平。b)将步骤a)得到的手机外壳坯体在高温炉中烧成实际密度占理论密度大于85％且小于95％陶瓷素坯；在本实施例中步骤b)中烧结温度为1350℃～1420℃，保温烧结时间为2h～4h。使用低于钇稳定纳米氧化锆陶瓷烧成温度烧结，使得陶瓷颗粒与颗粒之间部分粘连，易于形成实际密度占理论密度大于85％且小于95％陶瓷素坯，并且陶瓷素坯的硬度低于烧成后的陶瓷，利于加工整形。c)将经步骤b)处理的素坯经数控机床加工整形得到手机外壳陶瓷素坯；d)将步骤c)中得到的手机外壳陶瓷素坯放入硝酸锆、硝酸钇和着色剂的混合溶液中，在负压作用下浸渗1min～10min；在本实施例中优选的负压压力范围为-0.05MPa～-0.08MPa，选用此负压压力可以有效的排除手机外壳陶瓷素坯中的气体，使混合溶液浸入整个素坯的孔中。e)将步骤d)中得到的手机外壳陶瓷素坯再次放入硝酸锆、硝酸钇和着色剂的混合溶液中，在加压作用下浸渗5min～15min；在本实施例中优选的压力范围为0.5MPa～3MPa，选用此压力可以浸渗在负压浸渗过程中未被填满的孔洞，提高溶液在整个陶瓷素坯中的填充率。f)将步骤d)中浸渗后的手机外壳素坯在1450℃～1600℃保温烧结2h～4h，或者在1300℃～1400℃保温烧结2h～4h后在热等静压烧结，热等静压烧结温度1100℃～1200℃，压力50MPa～100MPa，保温时间为30min～1h。烧结后即得到该手机外壳，优选的可以根据设计尺寸要求再次对其精加工处理。在本实施例中步骤d)和步骤e)着色剂为硝酸铝、硝酸锌、硝酸铬与硼酸的混合溶液，其中硝酸铝、硝酸锌、硝酸铬与硼酸重量比为50:30:11:9，制备色彩鲜艳的玫瑰红手机外壳。在本实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种彩色陶瓷手机外壳的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：a)将纳米钇稳定氧化锆成型为手机外壳坯体；b)将步骤a)得到的手机外壳坯体在高温炉中烧成实际密度占理论密度大于85％且小于95％陶瓷素坯；c)将经步骤b)处理的素坯经数控机床加工整形得到手机外壳陶瓷素坯；d)将步骤c)中得到的手机外壳陶瓷素坯放入硝酸锆、硝酸钇和着色剂的混合溶液中，在负压作用下浸渗1min～10min；e)将步骤d)中得到的手机外壳陶瓷素坯再次放入硝酸锆、硝酸钇和着色剂的混合溶液中，在加压作用下浸渗5min～15min；f)将步骤d)中浸渗后的手机外壳素坯在1450℃～1600℃常压保温烧结2h～4h，或者在1300℃～1400℃常压保温烧结2h～4h后再热等静压烧结，热等静压烧结温度1100℃～1200℃，压力50MPa～100MPa，保温时间为30min～1h。

【技术特征摘要】
1.一种彩色陶瓷手机外壳的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：a)将纳米钇稳定氧化锆成型为手机外壳坯体；b)将步骤a)得到的手机外壳坯体在高温炉中烧成实际密度占理论密度大于85％且小于95％陶瓷素坯；c)将经步骤b)处理的素坯经数控机床加工整形得到手机外壳陶瓷素坯；d)将步骤c)中得到的手机外壳陶瓷素坯放入硝酸锆、硝酸钇和着色剂的混合溶液中，在负压作用下浸渗1min～10min；e)将步骤d)中得到的手机外壳陶瓷素坯再次放入硝酸锆、硝酸钇和着色剂的混合溶液中，在加压作用下浸渗5min～15min；f)将步骤d)中浸渗后的手机外壳素坯在1450℃～1600℃常压保温烧结2h～4h，或者在1300℃～1400℃常压保温烧结2h～4h后再热等静压烧结，热等静压烧结温度1100℃～1200℃，压力50MPa～100MPa，保温时间为30min～1h。2.根据权利要求1所述的彩色陶瓷手机外壳的制造方法，其特征在于：步骤b)中烧结温度为1350℃～1420℃，保温时间为2h～4h。3.根据权利要求2所述的彩色陶瓷手机外壳的制造方法，其特征在于：步骤d)中负压为-0.05MPa～-0.08MPa。4.根据权利要求3所述的彩色陶瓷手机外壳的制造方法，其特征在于：步骤e)中压力为0.5MPa～3MPa。5.根据权利要求4所述的彩色陶瓷手机外壳的制造...

【专利技术属性】
技术研发人员：周涛，
申请(专利权)人：南通通州湾新材料科技有限公司，周涛，
类型：发明
国别省市：江苏,32