一种多成分掺杂的蓝宝石材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术为一种多成分掺杂的蓝宝石材料及其制备方法和应用。该材料的原料组成包括掺杂改色成分、掺杂增韧成分和高纯度Al2O3；其质量百分比为：掺杂改色成分为0.1‑4％，掺杂增韧成分为0.1‑0.3％，余量为高纯度Al2O3；所述的掺杂改色成分为高纯TiO2、高纯Fe2O3、高纯Cr2O3、高纯NiO、高纯V2O5中的一种、两种或三种；所述的掺杂增韧成分为高纯石墨粉；所述的多成分掺杂的蓝宝石材料的应用，用作手机背板。本发明专利技术的材料具有耐高温、抗腐蚀、高硬度、介电常数低、介电损耗小、透波率高、散热良好的特点，之后使用加工设备可以制得具有色彩丰富和观赏性高等优点的手机背板。

【技术实现步骤摘要】
一种多成分掺杂的蓝宝石材料及其制备方法和应用
本专利技术涉及一种晶体材料，具体涉及一种多成分掺杂蓝宝石材料及其制备方法和应用。
技术介绍
目前，智能手机已经成为最重要的信息传播工具。背板作为手机的重要组成部分，其材质要求具备良好的力学性能、导热性和介电性能。随着5G无线通讯技术发展，信号传输进入高频时代，手机天线将会采用阵列形式，要求背板材料具有良好的透波性能，因而背板材料必须具有低反射率、低介电常数、低介电损耗。目前手机背板材料包括金属、玻璃以及氧化锆陶瓷等，这些材料都有局限性。金属背板对高频信号有屏蔽作用，且不利于无线充电，目前已经被主流厂商弃用。玻璃是现阶段的主流背板材料，具有良好的透波性能，但是导热性能较差，且彩色化工艺比较复杂。氧化锆陶瓷由于介电常数大、反射率高，透波性能较差，且导热性能较差，不利于手机散热设计。蓝宝石俗称刚玉，具有优良的力学、光学、热学、介电性能，是一种综合性能优良的结构、功能一体化材料。作为背板应用，蓝宝石具有高强度、高硬度、高热导率特性，而且具有优良的透波性能：蓝宝石反射率较低、介电常数适中(9.3-11.5)，介电损耗很低(10-5)，高频条件下电磁本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多成分掺杂的蓝宝石材料，其特征为该材料的原料组成包括掺杂改色成分、掺杂增韧成分和高纯度Al2O3；其质量百分比为：掺杂改色成分为0.1‑4％，掺杂增韧成分为0.1‑0.3％，余量为高纯度Al2O3；所述的掺杂改色成分为高纯TiO2、高纯Fe2O3、高纯Cr2O3、高纯NiO、高纯V2O5中的一种、两种或三种；所述的掺杂增韧成分为高纯石墨粉；其中，所述的高纯Al2O3纯度为99.999％；所述的高纯TiO2、高纯Fe2O3、高纯Cr2O3、高纯NiO、高纯V2O5和高纯石墨粉的纯度均为99.99％ 。

【技术特征摘要】
1.一种多成分掺杂的蓝宝石材料，其特征为该材料的原料组成包括掺杂改色成分、掺杂增韧成分和高纯度Al2O3；其质量百分比为：掺杂改色成分为0.1-4％，掺杂增韧成分为0.1-0.3％，余量为高纯度Al2O3；所述的掺杂改色成分为高纯TiO2、高纯Fe2O3、高纯Cr2O3、高纯NiO、高纯V2O5中的一种、两种或三种；所述的掺杂增韧成分为高纯石墨粉；其中，所述的高纯Al2O3纯度为99.999％；所述的高纯TiO2、高纯Fe2O3、高纯Cr2O3、高纯NiO、高纯V2O5和高纯石墨粉的纯度均为99.99％。2.如权利要求1所述的多成分掺杂的蓝宝石材料，其特征为所述的蓝宝石材料的断裂强度600~700MPa、透波率为80~87％(0.5~1mm)、莫氏硬度9级。3.如权利要求1所述的多成分掺杂的蓝宝石材料的制备方法，其特征为包括以下步骤：(1)原料混合：将所有原料在行星球磨机上70-120r/min转速混合研磨24-48h，取出后冷干压成型后烧结10-18h，得到烧结料；(2)制备蓝宝石晶体，为以下三种方法之一：方法一：将烧结料置入泡生法钨坩埚内，a方向蓝宝石籽晶装入籽晶夹具内，抽真空至5×10-3Pa，然后持续升温至2100℃直至烧结料完全熔化为熔体，保持温度8-10h后将温度降至熔点2045~2055℃，逐渐下降籽晶，当籽晶下端位于熔体液面上方15...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈洪建，王佳，
申请(专利权)人：河北工业大学，
类型：发明
国别省市：天津,12