[发明专利]一种白色氧化锆陶瓷

说明书

本发明公开了一种白色氧化锆陶瓷。本发明的白色氧化锆陶瓷含有增韧剂和稳定剂，所述增韧剂为TiO₂、ZnO、CaO、Ga₂O₃、MgO中的至少一种，所述白色氧化锆陶瓷中增韧剂的含量为0.05‑10wt％，所述稳定剂为Y₂O₃，且所述白色氧化锆陶瓷中Y₂O₃的含量为3.1‑7wt％；所述白色氧化锆陶瓷中存在具有核壳结构的四方氧化锆，所述具有核壳结构的四方氧化锆晶体中心的Y₂O₃含量低于远离中心部分的Y₂O₃含量。本发明通过在氧化锆陶瓷材料中添加特定种类的增韧剂，大幅提高了材料的抗冲击性能，制备得到的氧化锆陶瓷的落球冲击高度从现有的15cm以下，提高到25cm以上，且白度高，满足了现有便携式电子设备外包装部件的使用需求。

技术领域

本发明涉及氧化锆陶瓷领域，具体涉及一种用于便携式电子设备外包装部件的白色氧化锆陶瓷。

背景技术

二氧化锆由于具有优良的力学、热学及电学性能，在结构材料、光学材料、氧敏元件和燃料电池方面有着广泛的应用。近年来，氧化锆陶瓷因具有高的折射率、高硬度、耐划伤、手感温润如玉等特性成为装饰、电子产品等领域的新宠材料。但相较于金属和塑料材质，陶瓷材料通常具有较大的脆性，导致其在抗冲击和跌落方面的性能较差。尤其是以智能手机、智能穿戴等为代表的便携式电子设备的外包装部件对材料抗冲击性能的要求更高，这也成为业内一直持续改进的方向。

普通的氧化锆陶瓷，其抗冲击性能对应本发明中的落球冲击高度测试方法，一般在15cm以下。采用普通的氧化锆陶瓷来制作手机、智能穿戴等便携式电子设备的外包装部件时，厚度需要做到0.7mm以上，才能保证抗冲击性能满足要求，但这样导致整个设备重量过大。目前对便携式电子设备的外包装部件的厚度要求一般是要在0.4mm以下，这就要求所用的氧化锆陶瓷的抗冲击性能至少提高一倍，才能满足抗冲击性能要求。

目前，行业内有很多通过掺杂改性氧化锆陶瓷的研究，但大多都是为获得具有特定颜色的氧化锆陶瓷或者只是单纯的降低陶瓷的烧结温度，很少对氧化锆陶瓷的抗冲击性能进行改进。在提高氧化锆陶瓷抗冲击性能方面，现有的方法有两种：(1)通过降低氧化锆陶瓷中稳定剂(通常为Y₂O₃)的含量，来提高氧化锆的可相变性，从而实现抗冲击性能的提高；(2)通过引入氧化物晶须，使得氧化锆陶瓷断裂时通过裂纹偏转和晶须拔出机制耗散冲击能量，来提高其抗冲击性能。通过降低稳定剂的含量，虽然可以一定程度提高氧化锆陶瓷的抗冲击性能，但该方法也会导致材料的抗低温老化性能急剧下降，不利于长期的使用要求。另外，如CN206551610U中通过引入氧化物晶须来提高氧化锆陶瓷抗冲击性能的方法，其Al₂O₃晶须的制备工艺复杂，成本较高，不利于大批量生产。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处而提供一种抗冲击性能高的白色氧化锆陶瓷。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

一种白色氧化锆陶瓷，所述白色氧化锆陶瓷含有增韧剂和稳定剂，所述增韧剂为TiO₂、ZnO、CaO、Ga₂O₃、MgO中的至少一种，所述白色氧化锆陶瓷中增韧剂的含量为0.05-10wt％，所述稳定剂为Y₂O₃，且所述白色氧化锆陶瓷中 Y₂O₃的含量为3.1-7wt％；所述白色氧化锆陶瓷中存在具有核壳结构的四方氧化锆，所述具有核壳结构的四方氧化锆晶体中心的Y₂O₃含量低于远离中心部分的 Y₂O₃含量。