一种陶瓷与塑胶的复合件的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种陶瓷与塑胶的复合件的制备方法，该方法包括：提供陶瓷基体，所述陶瓷基体至少具有第一表面；对所述陶瓷基体的第一表面进行表面刻蚀处理，在所述第一表面上形成第一中间体；对所述第一中间体进行清孔处理，得到第二中间体；对所述第二中间体进行润孔处理，得到海绵状三维结构；将塑胶注塑于所述海绵状三维结构上形成塑胶件，所述塑胶件结合在所述陶瓷基体的具有海绵状三维结构的第一表面上，形成陶瓷与塑胶的复合件。本发明专利技术的制备方法，能制备出高结合强度的陶瓷与塑胶的复合件。

A Method for Preparing Composite of Ceramics and Plastics

The invention discloses a preparation method of a ceramic-plastic composite, which includes: providing a ceramic matrix with at least a first surface; etching the first surface of the ceramic matrix to form a first intermediate on the first surface; and cleaning the first intermediate. The second intermediate is obtained by pore treatment; the second intermediate is moistened to obtain a spongy three-dimensional structure; the plastic is injected into the spongy three-dimensional structure to form a plastic part, which is combined with the first surface with a spongy three-dimensional structure of the ceramic matrix to form a composite of ceramic and plastic. Combined parts. The preparation method of the invention can prepare a composite of ceramic and plastic with high bonding strength.

【技术实现步骤摘要】
一种陶瓷与塑胶的复合件的制备方法
本专利技术涉及材料复合体
，更具体地，涉及一种陶瓷与塑胶的复合件的制备方法。
技术介绍
随着电子科技的高速发展，人们越来越依赖电子产品。如今，许多电子产品的外壳或者零部件选择采用陶瓷与塑胶的复合件来制作，可以使制成的产品外观呈现陶瓷光亮的质感、质量较轻，且不产生信号屏蔽。在精密加工领域中，现有的技术一般是将塑胶件与陶瓷基体采用胶水粘接、铆钉连接或者倒扣结合，但在实际应用中发现上述方式均存在一定的缺陷，如：胶水粘接的方式牢固性较差，铆钉连接或者倒扣结合的方式增加了产品结构的复杂度，并且会影响产品的外观。近年来兴起了一种纳米注塑技术(NMT)，该技术具有结合力高、能无缝结合且自动化程度高的优势，非常适合制备复合件。陶瓷材料是一种无机非金属材料，具有优异的绝缘性以及耐化学腐蚀性。若采用纳米注塑技术将陶瓷与塑胶结合，由于陶瓷材料的耐化学腐蚀性好，很难在陶瓷的表面上形成孔，即难以制备适合纳米注塑的表面结构，使得陶瓷与塑胶的结合存在难度。此外，由于陶瓷是由粉体烧结而成的，因此陶瓷在经过化学腐蚀后会在表面残留很多疏松的粉体，若直接在陶瓷表面上注塑塑胶，塑胶会与粉体结合，导致陶瓷与塑胶之间结合力差，塑胶非常容易从陶瓷上脱落，因此必须进行清粉处理，才能确保陶瓷与塑胶之间牢固的结合。因此，为了使纳米注塑技术能在陶瓷材料领域得到推广，非常有必要探索陶瓷材料的表面改性技术，从而制备出高结合强度、高可靠性的陶瓷与塑胶的复合件。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种陶瓷与塑胶的复合件的新技术方案。根据本专利技术的一个方面，提供了一种陶瓷与塑胶的复合件的制备方法，包括：提供陶瓷基体，所述陶瓷基体至少具有第一表面；对所述陶瓷基体的第一表面进行表面刻蚀处理，在所述第一表面上形成第一中间体；对所述第一中间体进行清孔处理，得到第二中间体；对所述第二中间体进行润孔处理，得到海绵状三维结构；将塑胶注塑于所述海绵状三维结构上形成塑胶件，所述塑胶件结合在所述陶瓷基体的具有海绵状三维结构的第一表面上，形成陶瓷与塑胶的复合件。可选地，在对所述陶瓷基体的第一表面进行表面刻蚀处理的过程中，还包括：表面预处理，所述表面预处理用于去除陶瓷基体表面的油污。可选地，采用氟化物酸性溶液对所述陶瓷基体的第一表面进行表面刻蚀处理，处理温度为70℃-100℃，处理时间为0.5-10h。可选地，所述海绵状三维结构的厚度为1-100μm。可选地，所述海绵状三维结构为：以相互连接的陶瓷颗粒结合成骨架，在所述骨架的表面和内部具有若干纵向孔和横向孔；其中，所述陶瓷颗粒的粒径为10nm-10μm，所述横向孔和纵向孔的孔径均为1nm-10μm，且从所述骨架的表面到骨架的内部，所述横向孔和纵向孔的孔径均逐渐减小。可选地，采用超声处理对所述第一中间体进行清孔处理。可选地，在所述超声处理的过程中，超声处理频率为20-40KHz,超声处理时间为1-100min。可选地，采用无机酸溶液对所述第一中间件进行清孔处理；无机酸溶液中，氢离子的浓度在1-10mol/L；在所述清孔处理过程中：处理温度为40-100℃，处理时间为5-100min。可选地，采用润孔剂溶液对所述第二中间体进行润孔处理，处理温度为20-80℃，处理时间为1-10min；所述润孔剂溶液主要由润孔剂和溶剂混合制成，所述润孔剂溶液的浓度为0.5-5g/L；其中，所述润孔剂为对苯二甲酸、二缩水甘油醚、乙二胺四乙酸、对硝基苯磺酸、水溶性氨基酸、二乙醇胺、三乙醇胺、环氧氯丙烷、4,4′-二氨基二苯甲烷、氨水、乙醇和甲苯中的至少两种。其中，所述溶剂为甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、丙酮、甲醛、乙醛、乙酸、甲苯、二甲苯、己烷、庚烷、辛烷、壬烷、硅烷等有机溶剂中的至少一种。可选地，在对所述第二中间体进行润孔处理的过程中，还包括：对得到的第二中间体进行干燥处理，以排除低分子量组分，其中，干燥的温度为50-100℃。本专利技术实施例提供的陶瓷与塑胶复合件的制备方法，在陶瓷基体的表面上形成适合纳米注塑的疏松的海绵状三维结构，其中采用了润孔剂对形成的海绵状三维结构进行进一步处理，利于海绵状三维结构与注塑的塑胶之间发生化学交联，从而起到耦合作用，采用该种结构得到的塑料与陶瓷的复合件，其陶瓷与塑胶的结合强度超过35Mpa，能够很好的满足产品制作对结合强度的要求。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定。对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1示出了本专利技术实施例提供的陶瓷与塑胶的复合件的制备方法的流程图；图2示出了本专利技术实施例提供的在陶瓷基体上形成的海绵状三维结构的示意图；图3示出了本专利技术实施例提供的陶瓷与塑胶的复合件的扫描电镜示意图；图4示出了本专利技术实施例提供的陶瓷与塑胶的复合件的结构示意图。图中标识如下：1-陶瓷基体；2-塑胶；11-海绵状三维结构；111-纵向孔；112-横向孔；113-陶瓷颗粒。具体实施方式现在将参照附图来详细描述本专利技术的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本专利技术的范围。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本专利技术及其应用或使用的任何限制。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。本专利技术提供了一种陶瓷与塑胶的复合件的制备方法，参照图1所示，至少包括以下步骤：S1、提供一陶瓷基体，所述陶瓷基体至少具有第一表面。可选地，所述陶瓷基体的材质可以为氧化物陶瓷材料、氮化物陶瓷材料或碳化物陶瓷材料。在一个例子中，氧化物陶瓷材料包括氧化锆陶瓷材料、氧化铝陶瓷材料、氧化硅陶瓷材料、氧化钛陶瓷材料、氧化镁陶瓷材料中一种或者多种复合陶瓷。当采用多种陶瓷材料复合时，可以将氧化硅陶瓷材料作为主要部分，氧化锆陶瓷材料、氧化铝陶瓷材料、氧化钛陶瓷材料、氧化镁陶瓷材料中的任意一种或多种可作为调节剂。在后期处理过程中，调节剂有助于海绵状三维结构和陶瓷基体的结合紧密，避免注塑加热过程中海绵状三维结构产生开裂的情况。在一个例子中，氮化物陶瓷材料为氮化硅陶瓷材料或氮化硼陶瓷材料，当然也可以为氮化硅陶瓷材料和氮化硼陶瓷材料构成的复合陶瓷。在一个例子中，碳化物陶瓷材料为碳化硅陶瓷材料。当然，也可以选用其他陶瓷材料，在此不作限定。S2、对所述陶瓷基体的第一表面进行表面刻蚀处理，在所述第一表面上形成第一中间体。具体地，配制氟化物酸性溶液，将陶瓷基体放置在氟化物酸性溶液中，利用氟化物酸性溶液对陶瓷基体的第一表面进行刻蚀处理，处理温本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种陶瓷与塑胶的复合件的制备方法，其特征在于，包括：提供陶瓷基体，所述陶瓷基体至少具有第一表面；对所述陶瓷基体的第一表面进行表面刻蚀处理，在所述第一表面上形成第一中间体；对所述第一中间体进行清孔处理，得到第二中间体；对所述第二中间体进行润孔处理，得到海绵状三维结构；将塑胶注塑于所述海绵状三维结构上形成塑胶件，所述塑胶件结合在所述陶瓷基体的具有海绵状三维结构的第一表面上，形成陶瓷与塑胶的复合件。

【技术特征摘要】
1.一种陶瓷与塑胶的复合件的制备方法，其特征在于，包括：提供陶瓷基体，所述陶瓷基体至少具有第一表面；对所述陶瓷基体的第一表面进行表面刻蚀处理，在所述第一表面上形成第一中间体；对所述第一中间体进行清孔处理，得到第二中间体；对所述第二中间体进行润孔处理，得到海绵状三维结构；将塑胶注塑于所述海绵状三维结构上形成塑胶件，所述塑胶件结合在所述陶瓷基体的具有海绵状三维结构的第一表面上，形成陶瓷与塑胶的复合件。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在对所述陶瓷基体的第一表面进行表面刻蚀处理的过程中，还包括：表面预处理，所述表面预处理用于去除陶瓷基体表面的油污。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，采用氟化物酸性溶液对所述陶瓷基体的第一表面进行表面刻蚀处理，处理温度为70℃-100℃，处理时间为0.5-10h。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述海绵状三维结构的厚度为1-100μm。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述海绵状三维结构为：以相互连接的陶瓷颗粒结合成骨架，在所述骨架的表面和内部具有若干纵向孔和横向孔；其中，所述陶瓷颗粒的粒径为10nm-10μm，所述横向孔和纵向孔的孔径均为1nm-10μm，且从所述骨架的表面到骨架的内部，所述横向孔和纵向孔的孔径均逐渐减小。6.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：孔德洲，张孟军，俞胜平，张法亮，
申请(专利权)人：歌尔股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37