[发明专利]一种陶瓷手机壳及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及陶瓷手机壳领域，特别是涉及一种陶瓷手机壳及其制备方法。

背景技术

目前，陶瓷由于具有美观外形、玉石般光泽及滑润手感，使其在手机外壳中的应用已逐渐受到消费者的追捧和喜爱，由于陶瓷的高硬度和耐磨性，作为手机外壳使用不会被划伤或磨损，保证手机持久如新，不仅环保，且具有较高的观赏价值。

陶瓷材料要想作为手机壳使用需要具备良好的抗冲击性能，并且当前手机朝着超大、超轻、超薄的方向发展，屏幕尺寸已超过5英寸（127mm），这对陶瓷手机壳的尺寸、形状、厚度等参数提出了更高的要求。陶瓷手机壳要想具备良好的抗冲击性能，需要材料致密、均匀，并且加工过程中尽量减少切削量来控制加工损伤，这就要求陶瓷成型过程中应力分布均匀，厚度能做到近尺寸，一般要求坯体在1mm以内。

现有的陶瓷成型技术中可用于批量化生产陶瓷手机壳的成型方法是压制-冷等静压成型技术。该方法对前置工艺中有机粘结剂的种类、添加量，陶瓷粉料的形状、流动性、颗粒的粒度分布要求等工艺参数要求较高。并且在成型制品时，由于应力场的存在，容易引起坯体密度分布不均匀，尽管后续有冷等静压工艺，这种不均匀很难彻底消除，这就造成成品烧结过程中收缩不一致而导致变形，并且由于微观结构的不均匀所以手机壳性能相对较差。一般来讲陶瓷手机壳边长＞100mm时，此成型工艺仅适用于厚度≥1.5mm的片式陶瓷制品的成型。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例第一方面提供了一种陶瓷手机壳的制备方法及由该方法制得的陶瓷手机壳，用以在一定程度上提高陶瓷手机壳的断裂韧性，使其具有良好的力学性能。

第一方面，本发明实施例提供了一种陶瓷手机壳的制备方法，包括以下步骤：

取陶瓷粉、和所述陶瓷粉质量占比为2%～8%的有机功能助剂，以及和所述陶瓷粉质量占比为7%～18%的溶剂作为原料；所述有机功能助剂包括单体、交联剂和光引发剂，所述溶剂为去离子水、聚乙二醇、乙醇或者聚乙二醇和乙醇的混合物中的一种；

将所述陶瓷粉、有机功能助剂和溶剂混合，并进行湿法球磨制成可凝胶陶瓷浆料，将所述可凝胶陶瓷浆料进行除泡；

将经过除泡处理后的可凝胶陶瓷浆料注入到预设模具中，采用紫外光照射引发完成凝胶过程，得到陶瓷手机壳坯体，再对所得坯体进行保湿处理，进而烧成，以得到所述陶瓷手机壳；所述陶瓷手机壳的内部为晶体结构，在所述晶体结构中，最大晶粒与最小晶粒的直径比小于5，平均晶粒尺寸小于5微米。

本发明实施方式中，所述紫外光照射的波长为260～400nm、光强为100～600mW/cm²、照射时间为0.5～15min。

本发明实施方式中，所述陶瓷粉包括氧化锆粉、氧化铝粉、氮化硅粉和碳化硅粉中的一种或多种。

本发明实施方式中，所述单体为甲基丙烯酸、羟乙基丙烯酸脂、甲基丙烯酰胺、丙烯酰胺、丙烯酸聚酯和丙烯酸烷基酸酯中的一种或多种。

本发明实施方式中，所述交联剂为N，N’-亚甲基双丙烯酰胺、二烯丙基酒石酸钾铵和聚二甲基丙烯酸中的一种或多种。

本发明实施方式中，所述光引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾、2-羟基-2-甲基苯基丙烷-1-酮、1-羟基环己基苯基甲酮、苯甲酰甲酸甲酯和2,4,6-三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯中的一种或两种。

本发明实施方式中，所述光引发剂占所述陶瓷粉质量的0.02%～0.8%。

本发明实施方式中，所述原料还包括烧结助剂，所述陶瓷粉与所述烧结助剂的质量比为95～99.8∶0.2～5。所述烧结助剂包括滑石、菱镁矿、碳酸镁、高岭土、纳米铝粉、碳酸钙、氧化镧、二氧化钛、氧化钇和硝酸铷中的一种或多种。

本发明实施方式中，所述有机功能助剂还包括分散剂，所述分散剂为聚丙烯酸钠、聚丙烯酸、聚丙烯酸铵、三聚磷酸钠和甲基戊醇中的一种或多种。

本发明实施方式中，所述保湿处理的温度为20℃～35℃，湿度为75%～90%，保持时间为8h～48h。

本发明实施方式中，所述烧成的操作为：在1360～1780℃高温下烧结1～7小时。

第二方面，本发明实施例提供了一种由本发明实施例第一方面所述的制备方法制得的陶瓷手机壳。

结合第一方面，在第一种可能的实现方式下，所述陶瓷手机壳的内部为晶体结构，在所述晶体结构中，最大晶粒与最小晶粒的直径比小于5，平均晶粒尺寸小于5微米。