黑色氧化锆陶瓷及其制备方法、手机背板和手机技术

本发明专利技术涉及一种黑色氧化锆陶瓷及其制备方法、手机背板和手机。该黑色氧化锆陶瓷的制备方法，包括如下步骤：将氯氧化锆、可溶性钇盐、可溶性铝盐、黑色色料和水混合得到混合液，在持续搅拌的条件下向混合液中加入氨水，而使混合液的pH值始终为9～10，以形成溶胶；清洗去除溶胶中的氯离子，得到前驱体；将前驱体在温度为180℃～230℃、压力为0.5MPa～1.5MPa的条件下进行水热反应，得到反应物；将反应物干燥，得到混合粉体；将混合粉体成型，得到生坯；将生坯烧结，得到黑色氧化锆陶瓷。上述方法得到的黑色氧化锆陶瓷具有较高的强度、较好的韧性和较小的色差。

Black zirconia ceramic and its preparation method, cell phone backboard and mobile phone

The present invention relates to a black zirconia ceramic and a preparation method, a mobile phone backboard and a mobile phone. The preparation method of black zirconia ceramics, comprising the following steps: zirconium oxychloride, soluble yttrium salt, soluble aluminum salt, black pigment mixture and water mixture, ammonia is added to the mixture in continuous stirring conditions, so that the pH value of the mixed solution is always 9~10, in order to form sol; the removal of chloride ions in the sol cleaning, to obtain the precursor; the precursor at the temperature of 180 DEG to 230 DEG C, the pressure is 0.5MPa to 1.5MPa under the condition of hydrothermal reaction was obtained; the reaction was dry, mixed powder; mixing the powder molding, get green; green sintering. Black zirconia ceramics. The black zirconia ceramics obtained by this method have higher strength, better toughness and smaller chromatic aberration.

【技术实现步骤摘要】
黑色氧化锆陶瓷及其制备方法、手机背板和手机
本专利技术涉及陶瓷材料领域，特别是涉及一种黑色氧化锆陶瓷及其制备方法、手机背板和手机。
技术介绍
随着通讯技术的发展，5G时代即将到来，对于无线电信号的传输与接收技术更加地依赖。考虑到导电性金属材料对电磁波的屏蔽作用，手机行业中广泛使用的金属背板外壳的未来将逐步向非金属材料外壳转变。目前，在手机外壳中使用的非金属材料主要有塑料、玻璃和陶瓷。由于塑料不耐磨、易刮花、导热差、且手感体验差等缺点，早已被淘汰，目前市场仅在低端功能机上使用。玻璃材料在手机面板被广泛应用，其工艺技术成熟，被大力推广在手机背板上，且也很快地被市场所接受，有望成为是手机背板的主流使用材料，但是玻璃硬度、强度较低，且易于划伤。而陶瓷材料具有温润的色泽，外观靓丽，与皮肤亲和性更高，受到消费都和各大手机厂家的极大关注。相比玻璃，陶瓷材料的硬度更高，强度更好，不易划伤，在日常使用中的可靠性更高，是未来智能手机背板材料的理想选择。目前，市场上陶瓷手机背板主要是黑色，黑色是一种经典颜色，庄重典雅，深沉大气，深受消费者的欢迎。通常，黑色陶瓷手机背板可采用两种办法制备获得：一种是真空发黑技术，另一种是直接添加金属氧化物黑色颜料。然而，真空发黑技术需要将陶瓷进行二次高温烧结，容易致使陶瓷晶粒长大，从而降低了陶瓷的抗折强度和断裂韧性。直接添加金属氧化物黑色颜料是将金属氧化物色料直接与陶瓷粉体混合，制成坯体烧结而呈黑色，但由于色料较难均匀地分散到氧化锆粉体中，不仅容易造成色差，而且还会影响陶瓷的抗折强度和断裂韧性。
技术实现思路
基于此，有必要提供一种黑色氧化锆陶瓷的制备方法，该方法制备得到的黑色氧化锆陶瓷具有较高的强度、较好的韧性和较小的色差。此外，还提供一种黑色氧化锆陶瓷、手机背板和手机。一种黑色氧化锆陶瓷的制备方法，包括如下步骤：将氯氧化锆、可溶性钇盐、可溶性铝盐、黑色色料和水混合得到混合液，其中，所述可溶性钇盐与所述氯氧化锆的摩尔比为2:100～3:100，所述可溶性铝盐与所述氯氧化锆的摩尔比为0.05:100～0.3:100，所述黑色色料包括可溶性铁盐、可溶性钴盐和过渡金属盐，所述过渡金属盐选自可溶性镍盐、可溶性铬盐及可溶性锰盐中的至少一种；在持续搅拌的条件下向所述混合液中加入氨水，而使所述混合液的pH值始终为9～10，以形成溶胶；清洗去除所述溶胶中的氯离子，得到前驱体；将所述前驱体在温度为180℃～230℃、压力为0.5MPa～1.5MPa的条件下进行水热反应，得到反应物；将所述反应物干燥，得到混合粉体；将所述混合粉体成型，得到生坯；及将所述生坯烧结，得到黑色氧化锆陶瓷。上述黑色氧化锆陶瓷的制备方法通过将氯氧化锆、可溶性钇盐、可溶性铝盐、黑色色料和水混合后共同制备成溶胶，然后清洗去除溶胶中的氯离子得到前驱体，再将前驱体在上述条件下进行水热反应，不仅能够使干燥后得到的混合粉体的粒径小于150纳米，而且还能够使各物质水热反应后形成的氧化物均匀混合在一起，从而达到改善陶瓷的微观结构，提高陶瓷的强度、韧性和致密度，降低陶瓷的气孔率，降低后续陶瓷的色差的效果；且由于黑色色料包括可溶性铁盐、可溶性钴盐和上述过渡金属盐，而可溶性铁盐、可溶性钴盐和上述过渡金属盐中的金属离子能够以玻璃相的形式分布在氧化锆的晶界处，以提高氧化锆晶体的可滑移性，进一步达到提高氧化锆陶瓷的韧性和强度；而在水热反应之前去除溶胶中的氯离子，能够避免氯离子的存在而影响水热反应的产物的粒径以及后续的陶瓷的色度和陶瓷的强度、韧性等；可溶性钇盐和可溶性铝盐反应后形成的氧化物能够共同提高陶瓷的抗折强度和断裂韧性，改善陶瓷的微观结构，从而使得上述方法制备得到的黑色氧化锆陶瓷具有较高的抗折强度、较好的断裂韧性和较小的色差。在其中一个实施例中，所述在持续搅拌的条件下向所述混合液中加入氨水的步骤中，所述氨水的滴加速度为5毫升/秒～10毫升/秒，所述氨水的质量百分浓度在25％以上。在其中一个实施例中，所述黑色色料与所述氯氧化锆的摩尔比为3:100～6:100，所述黑色色料中的所述可溶性铁盐的摩尔百分含量为45％～60％，所述可溶性钴盐的摩尔百分含量为15％～25％，所述过渡金属盐的摩尔百分含量为25％～35％。在其中一个实施例中，所述将氯氧化锆、可溶性钇盐、可溶性铝盐、黑色色料和水混合得到混合液的步骤中还加入了可溶性钛盐，所述可溶性钛盐与所述氯氧化锆的摩尔比为0.05:100～0.5:100。在其中一个实施例中，所述清洗去除所述溶胶中的氯离子的步骤为：将所述溶胶过800目筛～1000目筛，然后用去离子水清洗所述溶胶，直至用硝酸银滴定滤液无沉淀产生。在其中一个实施例中，所述将所述生坯烧结的步骤为：将所述生坯以0.3℃/分钟～0.5℃/分钟的升温速率从室温升温至600℃～750℃，并保温2小时～4小时，再以0.5℃/分钟～1℃/分钟的升温速率升温1450℃～1490℃，并保温烧结2小时～3小时。一种由上述黑色氧化锆陶瓷的制备方法制备得到的黑色氧化锆陶瓷。一种手机背板，由上述黑色氧化锆陶瓷加工处理得到。一种手机，包括上述手机背板。附图说明图1为一实施方式的黑色氧化锆陶瓷的制备方法的流程图。具体实施方式为了便于理解本专利技术，下面将参照相关附图对本专利技术进行更全面的描述。附图中给出了本专利技术的较佳的实施例。但是，本专利技术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专利技术的公开内容的理解更加透彻全面。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。如图1所示，一实施方式的黑色氧化锆陶瓷的制备方法，包括如下步骤：步骤S110：将氯氧化锆、可溶性钇盐、可溶性铝盐、可溶性钛盐、黑色色料和水混合得到混合液。具体地，氯氧化锆与水的摩尔体积比为1mol:1L～2mol:1L。由于氯氧化锆、可溶性钇盐、可溶性铝盐和可溶性钛盐中的阳离子在后续水热反应后均会以氧化物的形式存在，形成的氧化锆为主粉体，氧化钇作为氧化锆的立方相的稳定剂，氧化铝作为晶粒抑制剂，氧化钛作为增韧剂。可溶性钇盐选自硝酸钇及氯化钇中的至少一种。可溶性钇盐与氯氧化锆的摩尔比为2:100～3:100。可溶性铝盐选自氯化铝、硝酸铝及硫酸铝中的至少一种。可溶性铝盐与氯氧化锆的摩尔比为0.05:100～0.3:100。可溶性钛盐选自氯化钛、硝酸钛及硫酸钛中的至少一种。可溶性钛盐与氯氧化锆的摩尔比为0.05:100～0.5:100。黑色色料包括可溶性铁盐、可溶性钴盐和过渡金属盐。过渡金属盐选自可溶性镍盐、可溶性铬盐及可溶性锰盐中的至少一种。具体地，黑色色料与氯氧化锆的摩尔比为3:100～6:100；黑色色料中的可溶性铁盐的摩尔百分含量为45％～60％，可溶性钴盐的摩尔百分含量为15％～25％，过渡金属盐的摩尔百分含量为25％～35％。可溶性铁盐选自氯化铁、硝酸铁及硫酸铁中的至少一种。可溶性钴盐选自硝酸钴及氯化钴中的至少一种。可溶性镍盐选自硝酸镍及氯化镍中的至少一种。可溶性铬盐选自本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种黑色氧化锆陶瓷的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将氯氧化锆、可溶性钇盐、可溶性铝盐、黑色色料和水混合得到混合液，其中，所述可溶性钇盐与所述氯氧化锆的摩尔比为2:100～3:100，所述可溶性铝盐与所述氯氧化锆的摩尔比为0.05:100～0.3:100，所述黑色色料包括可溶性铁盐、可溶性钴盐和过渡金属盐，所述过渡金属盐选自可溶性镍盐、可溶性铬盐及可溶性锰盐中的至少一种；在持续搅拌的条件下向所述混合液中加入氨水，而使所述混合液的pH值始终为9～10，以形成溶胶；清洗去除所述溶胶中的氯离子，得到前驱体；将所述前驱体在温度为180℃～230℃、压力为0.5MPa～1.5MPa的条件下进行水热反应，得到反应物；将所述反应物干燥，得到混合粉体；将所述混合粉体成型，得到生坯；及将所述生坯烧结，得到黑色氧化锆陶瓷。

【技术特征摘要】
1.一种黑色氧化锆陶瓷的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将氯氧化锆、可溶性钇盐、可溶性铝盐、黑色色料和水混合得到混合液，其中，所述可溶性钇盐与所述氯氧化锆的摩尔比为2:100～3:100，所述可溶性铝盐与所述氯氧化锆的摩尔比为0.05:100～0.3:100，所述黑色色料包括可溶性铁盐、可溶性钴盐和过渡金属盐，所述过渡金属盐选自可溶性镍盐、可溶性铬盐及可溶性锰盐中的至少一种；在持续搅拌的条件下向所述混合液中加入氨水，而使所述混合液的pH值始终为9～10，以形成溶胶；清洗去除所述溶胶中的氯离子，得到前驱体；将所述前驱体在温度为180℃～230℃、压力为0.5MPa～1.5MPa的条件下进行水热反应，得到反应物；将所述反应物干燥，得到混合粉体；将所述混合粉体成型，得到生坯；及将所述生坯烧结，得到黑色氧化锆陶瓷。2.根据权利要求1所述的黑色氧化锆陶瓷的制备方法，其特征在于，所述在持续搅拌的条件下向所述混合液中加入氨水的步骤中，所述氨水的加入速度为5毫升/秒～10毫升/秒，所述氨水的质量百分浓度在25％以上。3.根据权利要求1所述的黑色氧化锆陶瓷的制备方法，其特征在于，所述黑色色料与所述氯氧化锆的摩尔比为3:100～6:100，所述黑色色料中的所述可溶性铁盐的摩尔百分含量为45％～60％，所述可溶性钴盐的摩...

【专利技术属性】
技术研发人员：梅心涛，向其军，谭毅成，
申请(专利权)人：深圳市商德先进陶瓷股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44