[发明专利]一种氧化锆基陶瓷材料及其制备方法和应用

说明书

本发明属于氧化物陶瓷材料技术领域，公开一种氧化锆基陶瓷材料及其制备方法和应用。所述氧化锆基陶瓷材料是以ZrO₂粉为原料，加入Al₂O₃增强相，经混料、干燥后，得到ZrO₂‑Al₂O₃混合粉体；将该混合粉体再加入光敏树脂中进行球磨处理，制得的陶瓷浆料经过真空除泡后，进行打印成型，将成型坯体进行脱脂，烧结制得。该陶瓷材料采用陶瓷3D打印设备打印，结束后已经产生沉淀的陶瓷浆料重新超声分散，可用于手机后盖的制备，制备的陶瓷手机后盖致密度高于95％，表层硬度达到15～25GPa，断裂韧性为8～15MPa·m^1/2。

技术领域

本发明属于氧化物陶瓷材料技术领域，更具体地，涉及一种氧化锆基陶瓷材料及其制备方法和应用。

背景技术

随着信息时代的到来，对于手机信号的要求也越来越高。然而，在现有市场上手机后盖采用的材料主要有金属、玻璃、工程塑料等。玻璃和塑料都不会对手机信号产生干扰，但玻璃易碎且塑料硬度太低，容易刮坏、褪色等；虽然，金属满足强度和外观上的需求，但是，金属会对手机信号产生电磁干扰，这对于通信时代5G信号的普及是致命打击。陶瓷材料具有高强、高硬以及玉质感等性能，可作为手机后盖的绝佳材料，尤其是其作为一种电磁屏蔽性材料，不会对手机信号造成影响。目前，由于氧化锆陶瓷具有非常好的断裂韧性，可用于制作手机后盖。然而，陶瓷材料的高硬度提高了传统加工的难度和成本，且加工的良品率不高。3D打印作为一种先进的成型技术，采用数字化成型，可实现材料任意复杂形状的成型。目前并没有采用陶瓷3D打印制备梯度陶瓷手机后盖，陶瓷3D打印中重点是陶瓷浆料的制备，而陶瓷浆料的研究主要集中于如何实现陶瓷浆料的均匀分散。

发明内容

为了解决上述现有技术存在的不足和缺点，提供一种氧化锆基陶瓷材料。

本发明的另一目的在于提供一种上述氧化锆基陶瓷材料的制备方法。该方法利用陶瓷浆料中陶瓷颗粒的不均匀性，在打印过程中，由于陶瓷颗粒的沉淀，可以实现不同材料组分打印，实现氧化锆基梯度材料的制备。

本发明的再一目的在于提供上述氧化锆基陶瓷材料的应用。

本发明的目的通过下述技术方案来实现：

一种氧化锆基陶瓷材料，所述氧化锆基陶瓷材料是以ZrO₂粉为原料，加入Al₂O₃增强相，经混料、干燥后，得到ZrO_2-Al₂O₃混合粉体；将该混合粉体再加入光敏树脂中进行球磨处理，制得的陶瓷浆料经过真空除泡后，进行打印成型，将成型坯体进行脱脂，烧结制得。

优选地，所述ZrO₂和Al₂O₃的体积比为(50～99)：(1～50)。

优选地，所述ZrO₂粉和Al₂O₃粉的纯度均为99％，所述ZrO₂的粒径为0.01～1μm，所述Al₂O₃的粒径为0.1～5μm。

优选地，所述陶瓷浆料中陶瓷相的含量为30～70wt.％。

优选地，所述光敏树脂为10～90份单体、10～90份低聚物、0.1～5份光引发剂、0.1～5份光敏剂、0.1～5份增感剂和0.1～5份消泡剂。