结构色陶瓷及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种结构色陶瓷及其制备方法和应用，所述结构色陶瓷的制备方法包括：提供陶瓷基板；在所述基板表面沉积第一涂层，所述第一涂层的成分包括氧化铝；激光重熔所述第一涂层以形成等轴晶区；化学腐蚀所述等轴晶区以形成有序结构；在所述有序结构表面沉积结构色层，所述结构色层的成分包括二氧化硅、二氧化钛或三氧化二铝。本发明专利技术在陶瓷基板表面加工一层有序结构，再在有序结构的表面沉积结构色层，可通过调控有序结构的排布方式，调控其表面的结构色层，以此将表面处理成所需要的色彩，制得的结构色陶瓷结构色颜色高亮高纯、不易褪色且耐腐蚀和耐磨。

【技术实现步骤摘要】
结构色陶瓷及其制备方法和应用
本专利技术属于陶瓷制备
，具体涉及一种结构色陶瓷及其制备方法和应用。
技术介绍
陶瓷具有优越的力学性能和电学性能，但由于陶瓷本身颜色单一，在用于制备产品(例如移动设备的外壳)时不美观，现有的陶瓷材料多以黑色和白色为主，导致制得产品视觉观感差，而有颜色的陶瓷材料都是在白色陶瓷背面喷涂彩色油墨或油漆，这种方式不仅不环保同时时间长了也会掉色，另外劣质油墨或油漆在与人体接触时也不安全。鉴于此，提供一种结构色陶瓷及其制备方法和应用以解决目前存在的缺陷。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术的上述缺陷，提供一种结构色陶瓷及其制备方法和应用。本专利技术的目的可通过以下的技术措施来实现：为了实现上述目的，本专利技术提供了一种结构色陶瓷的制备方法，所述制备方法包括：提供陶瓷基板；在所述基板表面沉积第一涂层，所述第一涂层的成分包括氧化铝；激光重熔所述第一涂层以形成等轴晶区；化学腐蚀所述等轴晶区以形成有序结构；沉积结构色层，所述结构色层的成分包括二氧化硅、二氧化钛或三氧化二铝。优选的，所述激光重熔过程中，采用25-30mm正离焦的激光束，激光功率为600-800W，扫描速度为0.2-0.4m/min。和/或，在化学腐蚀过程中采用浓度为30％-50％的酸溶液，在温度为60-70℃范围条件下，处理10-24H，其中所述酸溶液为硝酸、硫酸、磷酸、氢氟酸中的至少一种；和/或，沉积结构色层过程中采用磁控溅射方法，条件为用二氧化硅、二氧化钛和三氧化二铝作为陶瓷靶材，Ar气作为工艺气体，工艺气体流量为40-60sccm，采用射频电源对Ar气进行离化，射频电源功率为100-250w，溅射时间5-12min。优选的，所述第一涂层的成分还包括烧结助剂，所述烧结助剂为玻璃助剂，所述第一涂层的成分包括质量占比为70％-90％氧化铝和10-30％的玻璃助剂；和/或，通过磁控溅射的方法沉积所述第一涂层，且所述第一涂层的厚度为5-20μm。优选的，所述沉积结构色层之前，还包括：沉积第二涂层，所述第二涂层的成分包括Si3N4。优选的，通过磁控溅射的方法沉积所述第二涂层，且所述第二涂层厚度为300-800μm。优选的，所述在所述基板表面沉积第一涂层之前，还包括：对所述基板的表面进行预处理，所述预处理包括化学溶液预处理、等离子体预处理或臭氧预处理；和/或，所述化学腐蚀所述等轴晶区以形成有序结构之后，还包括：超声清洗后再等离子清洗腐蚀后的表面。优选的，在等离子清洗过程中，设置等离子体清洗腔室内的真空度≤5×10-3Pa，工作压强为1-10×10-1Pa，Ar气流量为30-40sccm，入射角度为20-45°，射频功率为200w。本专利技术还提供了一种结构色陶瓷，由以上所述制备方法制成。本专利技术还提供了一种壳体，由以上所述结构色陶瓷制备而成。本专利技术还提供了一种电子设备，包括以上所述壳体。本专利技术的有益效果为提供了一种结构色陶瓷及其制备方法和应用，所述结构色陶瓷的制备方法包括：提供陶瓷基板；在所述基板表面沉积第一涂层，所述第一涂层的成分包括氧化铝；激光重熔所述第一涂层以形成等轴晶区；化学腐蚀所述等轴晶区以形成有序结构；在所述有序结构表面沉积结构色层，所述结构色层的成分包括二氧化硅、二氧化钛或三氧化二铝。本专利技术在陶瓷基板表面加工一层有序结构，再在有序结构的表面沉积结构色层，可通过调控有序结构的排布方式，调控其表面的结构色层，以此将表面处理成所需要的色彩，制得的结构色陶瓷结构色颜色高亮高纯、不易褪色且耐腐蚀和耐磨。附图说明图1是本专利技术实施例一结构色陶瓷制备方法的流程图。图2是本专利技术实施例二结构色陶瓷制备方法的流程图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。为了使本揭示内容的叙述更加详尽与完备，下文针对本专利技术的实施方式与具体实施例提出了说明性的描述；但这并非实施或运用本专利技术具体实施例的唯一形式。实施方式中涵盖了多个具体实施例的特征以及用以建构与操作这些具体实施例的方法步骤与其顺序。然而，亦可利用其它具体实施例来达成相同或均等的功能与步骤顺序。下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。请参阅图1，为本专利技术实施例一提供的一种结构色陶瓷的制备方法流程图，具体包括以下步骤：步骤S110，提供陶瓷基板。具体的，陶瓷基本的材料包括氧化锆、氧化铝以及氮化硅中的至少一种。且陶瓷基板都是采用常规的流延、干压、成型、烧结、表面加工、清洗工艺制得。步骤S120，在所述基板表面沉积第一涂层，所述第一涂层的成分包括氧化铝。可选的，第一涂层通过磁控溅射制得，且厚度为5-20μm，另外所述第一涂层的成分还包括烧结助剂，用于降低烧结温度。具体的，所述第一涂层的成分包括质量占比为70％-90％氧化铝和10-30％的玻璃助剂。步骤S130，激光重熔所述第一涂层以形成等轴晶区。具体的，采用25-30mm正离焦的激光束，激光功率为600-800W，扫描速度为0.2-0.4m/min，对第一涂层的表面进行激光重熔，进而能够形成等轴晶区。步骤S140，化学腐蚀所述等轴晶区以形成有序结构。具体的，采用浓度为30-50％的酸溶液，在温度范围为60-70℃下，处理等轴晶区10-24H，可以在等轴晶区形成有序结构，有序结构即为氧化铝的晶界，且该有序结构可以根据化学腐蚀过程中的处理条件进行改变，例如处理时间的长短，以及酸溶液浓度都能调控有序结构。其中所述酸溶液为硝酸、硫酸、磷酸、氢氟酸中的至少一种。步骤S150，沉积结构色层，所述结构色层的成分包括二氧化硅、二氧化钛或三氧化二铝。可选的，采用磁控溅射的方法在有序结构的表面沉积结构色层，形成的结构色层致密度高、杂质含量低。具体的，采用二氧化硅、二氧化钛和三氧化二铝作为陶瓷靶材，Ar气作为工艺气体，工艺气体流量为40-60sccm，采用射频电源对Ar气进行离化，射频电源功率为100-250w，溅射时间5-12min。本专利技术实施例一的结构色陶瓷制备方法，通过在陶瓷基板表面形成一层有序结构，再在有序结构的表面沉积结构色层，可通过调控有序结构的排布方式，调控其表面的结构色层，以此将任意表面处理成需要的色彩，制得的结构色陶瓷结构色颜色高亮高纯、不易褪色且耐腐蚀和耐磨。由于本专利技术的色彩是有序结构和结构色层共同形成，没有通过喷涂、转印或者电镀方法，因此，本方法也对环境友好。请参阅图2，为本本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种结构色陶瓷的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：/n提供陶瓷基板；/n在所述基板表面沉积第一涂层，所述第一涂层的成分包括氧化铝；/n激光重熔所述第一涂层以形成等轴晶区；/n化学腐蚀所述等轴晶区以形成有序结构；/n沉积结构色层，所述结构色层的成分包括二氧化硅、二氧化钛或三氧化二铝。/n

【技术特征摘要】
1.一种结构色陶瓷的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
提供陶瓷基板；
在所述基板表面沉积第一涂层，所述第一涂层的成分包括氧化铝；
激光重熔所述第一涂层以形成等轴晶区；
化学腐蚀所述等轴晶区以形成有序结构；
沉积结构色层，所述结构色层的成分包括二氧化硅、二氧化钛或三氧化二铝。


2.如权利要求1所述的结构色陶瓷的制备方法，其特征在于，所述激光重熔过程中，采用25-30mm正离焦的激光束，激光功率为600-800W，扫描速度为0.2-0.4m/min。
和/或，在化学腐蚀过程中采用浓度为30％-50％的酸溶液，在温度为60-70℃范围条件下，处理10-24H，其中所述酸溶液为硝酸、硫酸、磷酸、氢氟酸中的至少一种；
和/或，沉积结构色层过程中采用磁控溅射方法，条件为用二氧化硅、二氧化钛和三氧化二铝作为陶瓷靶材，Ar气作为工艺气体，工艺气体流量为40-60sccm，采用射频电源对Ar气进行离化，射频电源功率为100-250w，溅射时间5-12min。


3.如权利要求1所述的结构色陶瓷的制备方法，其特征在于，所述第一涂层的成分还包括烧结助剂，所述烧结助剂为玻璃助剂，所述第一涂层的成分包括质量占比为70％-90％氧化铝和10-30％的玻璃助剂；
和/或，通过磁控溅射的方法沉积所述第一涂层，...

【专利技术属性】
技术研发人员：余明先，冼锐伟，杨青松，王伟江，刘友昌，戴高环，王超，何培与，何晓刚，姚伟昌，李毅，
申请(专利权)人：深圳陶陶科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44