手持終端產(chǎn)品外觀陶瓷薄型件及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及陶瓷產(chǎn)品制造領域，尤其涉及一種手持終端產(chǎn)品外觀陶瓷薄型件的制備方法。
【背景技術】
[0002]手持終端產(chǎn)品，如智能手機、掌上電腦、平板電腦等的外觀件通常選用塑料或金屬制造。ABS工程塑料重量輕且價格低廉，鈦合金輕薄堅硬，鋁合金強度高，耐腐蝕，耐熱性高。但由于手持式終端產(chǎn)品使用的頻繁性，且大都在室外使用，周圍的濕度、溫度等環(huán)境因素對手持終端的操作影響比較大。ABS材料的熱變形溫度較低，可燃，耐候性較差，金屬材料化學穩(wěn)定性差，比重大。這些都影響了手持式終端產(chǎn)品的外觀甚至壽命。
[0003]陶瓷材料強度高，化學穩(wěn)定性好，耐磨損，作為手持終端產(chǎn)品外觀件比傳統(tǒng)的塑料和金屬材質(zhì)更加耐磨和擁有玉質(zhì)感。目前制造手持式終端產(chǎn)品外觀件的常用方法有干壓、注漿成型及熱壓鑄。陶瓷干壓成型雖然效率較高，但成型產(chǎn)品存在密度差異、顯微結構不均勻的現(xiàn)象。陶瓷注漿雖可成型，但成型坯體易產(chǎn)生密度不均和成分偏析，成型尺寸精度低和產(chǎn)品可靠性下降等問題，并且成型為手工操作且干燥效率低。熱壓鑄成型最大的問題是生產(chǎn)周期長，效率低下，排除石蠟周期較長，且排蠟過程中容易產(chǎn)生氣孔、開裂等缺陷。
[0004]流延法是一種形成薄型陶瓷件的方法，主要用于制備厚度在微米級的小尺寸的電子元器件，如傳感器、壓電元件、陶瓷電容器及片式微波元器件，可以制備出尺寸精度較高的產(chǎn)品。然而電子元器件主要利用陶瓷的壓電、介電等特殊性能，將流延法用于大尺寸產(chǎn)品的制備則較少。目前還未有報道將流延法用于制備手持終端產(chǎn)品的外觀件。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種新的手持終端產(chǎn)品外觀陶瓷薄型件的制備方法。
[0006]一種手持終端產(chǎn)品外觀陶瓷薄型件的制備方法，包括:制備流延漿料，該流延漿料包括陶瓷粉料、分散劑、溶劑、粘結劑及增塑劑，各組分的重量百分比是:陶瓷粉料為50?60wt%，分散劑為0.5?1.5wt%，溶劑為30?40wt%，粘結劑為3?7wt%，增塑劑為3?9wt% ;將該流延漿料在流延機上進行流延，得到單層素坯；層疊該單層素坯，包括將該單層素坯表面涂覆該流延漿料，將兩個以上該單層素坯層疊，形成素坯疊片，以及將該素坯疊片干壓；干燥該素坯疊片，去除素坯疊片中的溶劑；將該素坯疊片沖壓或裁剪成所需形狀和尺寸；將該成形后的素坯疊片放入加熱爐中進行熱脫脂；以及將脫脂后的坯體在高溫爐中進行燒結。
[0007]本方法通過層疊得到的素坯表面平整，柔韌性好，并且素坯整體厚度不受流延機刀口高度的限制，可方便調(diào)節(jié)。通過該方法制備的陶瓷薄型件厚度為0.6^1.5_，可適用于大多數(shù)手持式終端產(chǎn)品外觀所需的陶瓷薄型件。而普通的單層流延只能制備厚度在0.8 mm以下的素坯片，燒結后的厚度在0.6_以下，難以應用于大尺寸產(chǎn)品，尤其是手持終端產(chǎn)品外觀陶瓷薄型件。
【附圖說明】
[0008]圖1為本發(fā)明實施例手持終端產(chǎn)品外觀陶瓷薄型件的制備方法的流程圖。
[0009]如下【具體實施方式】將結合上述附圖進一步說明本發(fā)明。
【具體實施方式】
[0010]下面將結合附圖及具體實施例對本發(fā)明提供的一種手持終端產(chǎn)品外觀陶瓷薄型件的制備方法做進一步的詳細說明。
[0011]請參閱圖1，本發(fā)明提供一種流延成型法制備手持式終端產(chǎn)品外觀陶瓷薄型件的方法，包括以下步驟:
(I)制備流延漿料:
該流延漿料包括陶瓷粉料、分散劑、溶劑、粘結劑及增塑劑，各組分的重量百分比是:陶瓷粉料為50?60wt%，分散劑為0.5?1.5wt%，溶劑為30?40wt%，粘結劑為3?7wt%，增塑劑為3、wt%。該流延衆(zhòng)料中還可加入少量的除泡劑,質(zhì)量百分比可以為0.5"?.5wt%。
[0012]在一實施例中，該流延漿料的制備方法，可包括以下步驟:
稱取上述比例的陶瓷粉料、分散劑、溶劑、粘結劑及增塑劑；
將陶瓷粉料、分散劑及一部分溶劑加入球磨罐中，進行第一次球磨，時間為12?20小時，獲得均勻的初始漿料；
將粘結劑、增塑劑及剩余的溶劑加入該球磨罐中，與該初始漿料混合，進行第二次球磨，時間為1(Γ20小時，即得到所需的流延漿料。
[0013]該流延漿料具適宜的粘度，利于流延形成均勻穩(wěn)定的薄型件素坯。該流延漿料的粘度可以為5?30Pa.S。
[0014]所述陶瓷粉料可以為氧化鋯、氧化鋁或氧化鋯增韌氧化鋁復合粉體，平均粒徑為0.1微米微米。該陶瓷粉料可以比金屬材料具有更好的耐磨性。所述分散劑可以為非離子型表面活性劑，如三油甘油酯酸、油酸、蓖麻油及魚油中的至少一種。所述溶劑可以為兩種溶劑的混合溶劑，主溶劑為乙醇或正丁醇，助溶劑選用丙酮或乙二醇。所述粘結劑可以為聚乙烯醇縮丁醛或聚甲基丙烯酸甲脂。所述增塑劑可以為聚乙二醇或鄰苯二甲酸二丁酯。除泡劑可以為正丁醇及乙二醇中的至少一種。
[0015]優(yōu)選地，所述第一次球磨時各組分的重量百分比為:6(Γ80%陶瓷粉料，2(Γ30%溶齊IJ，0.Γο.3%分散劑。所述第二次球磨時加入的增塑劑、粘結劑及剩余溶劑之間的重量百分比為:35?45%增塑劑，25?35%粘結劑，25?35%溶劑。
[0016]在制備該流延漿料后，還可進一步包括將該流延漿料除泡的步驟?，F(xiàn)有的漿料除泡都是采用抽真空方式，但真空除泡時會導致溶劑蒸發(fā)，使?jié){料粘度大幅度提高而不利于流延成型。為解決該問題，在本實施例中，該除泡的步驟具體是將流延漿料置于密閉環(huán)境中高速旋轉脫泡，轉速可以為1500r/mirT2500r/min。利用高速旋轉產(chǎn)生的離心力，可以使氣泡從流延漿料中上升并破裂，達到除泡的目的，避免抽真空帶來的溶劑損失，同時密閉環(huán)境可以減少溶劑揮發(fā)，可有效保證固相含量，穩(wěn)定漿料粘度。該旋轉除泡的時間可以為5min?30mino
[0017]另外，也可使用高能球磨機，通過調(diào)整球磨時的轉速及時間，將漿料制備及除泡的步驟一體化。該高能球磨機的轉速可以為800r/min?2200r/min,時間可以為20min?30min。該高能球磨機的球磨混合及除泡步驟可以分低速-高速-低速三個階段，在一實施例中，首先在800r/min球磨I分鐘之后以1000r/min除泡I分鐘；其次在2000r/min球磨15分鐘之后以2200r/min除泡2分鐘；最后以1000r/min球磨2分鐘。
[0018]通過高能球磨機將漿料制備和除泡一體化，不但可以簡化工藝，節(jié)約時間，并且由于處理時間較短，還保證了在整個混料的過程中溶劑量的基本恒定，使得各組分能更好的在溶劑中溶解，同時，這種工藝有效的提高了固相含量，避免了傳統(tǒng)工藝中由于溶劑揮發(fā)帶來的粘度增大。
[0019](2)將該流延漿料在流延機上進行流延，得到單層素坯。
[0020]流延速率為0.08 m/s?0.12m/s，流延機刀口高度可以為1000微米?3000微米。流延帶可以選用聚酯膜，其化學性穩(wěn)定，耐腐蝕，耐高溫，并且不易變形。在流延層中大部分溶劑揮發(fā)后，單層素還的厚度(t)為0.2mm ^ t<0.8mm,素還的寬度可以達到5cm以上,如5cm ?15cm。
[0021](3)層疊該單層素坯，包括將該單層素坯表面涂覆流延漿料；將多個單層素坯層疊，形成素坯疊片；以及將素坯疊片干壓。
[0022]干壓素還疊片的壓力可以為6 MPa?1MPa,優(yōu)選為8MPa,時間可以為3mirTl0min,優(yōu)選為4min。
[0023]該流延漿料的涂覆的方式不限，可以為機涂或手涂，所用流延漿料為步驟(I)中的流延漿料。流延漿料的涂覆厚度可以為0.1mnT0.2_。優(yōu)選為將兩個單層素坯層疊。成型的素坯疊片素坯由于具有很好柔韌性，可后期進行沖壓、剪裁等加工。
[0024](4)干燥素坯疊片，去除素坯疊片中的溶劑。干燥溫度可以為2(T60°C，干燥時間為Γ2小時。優(yōu)選為在溶劑氣氛中進行干燥，可以使溶劑蒸發(fā)速度不致過快。溶劑蒸發(fā)速度過快容易導致素坯疊片形成開裂和氣孔。例如，當所用溶劑為3:2的乙醇和丁酮時，可以在干燥箱中放入同樣比例的溶劑，形成溶劑氣氛。更為優(yōu)選地，步驟(2)、(3)、(4)均在溶劑氣氛中進行，可以避免溶劑在流延和層疊過程中揮發(fā)造成的開裂和氣孔。
[0025]單層流延得到的干燥后的素坯片的厚度小于0.8mm，通過層疊單層素坯片，干燥后可得到0.8^1.6mm的素坯疊片。
[0026](5)將具有柔韌性的素坯疊片沖壓或裁剪成所需形狀和尺寸。例如可以是利用沖壓裝置將該素坯疊片進行成形。
[0027](6)將該素坯疊片放入加熱爐中加熱至250飛00° C，進行熱脫脂，脫除有機添加齊U，如粘結劑、增塑劑、分散劑和除泡劑，得到坯體。優(yōu)選以0.5?1.(TC /min速率升溫至600° C，保溫0.5?2小時。
[0028](7)脫脂后的坯體在高溫爐中進行燒結，燒結溫度140(Tl60(rC之間，保溫廣3小時，隨爐冷卻，得到薄型陶瓷部件。燒結成致密陶瓷后的薄型件厚度為0.6?1.5mm。燒結后兩層素坯疊片結合成一體，完整無分層。
[0029]本發(fā)明的有益效果為:可以制備出比現(xiàn)有的金屬或塑料的手持式終端產(chǎn)品外觀薄型件更加耐磨，性能更加穩(wěn)定的氧化鋯或氧化鋯增韌氧化鋁陶瓷薄型件，有效保證了外觀薄型件的壽命，即便頻繁使用，也很少或幾乎無磨損。由于流延法本身帶來的限制，在漿料粘度適用流延的條件下，即使提升刀口高度，漿料在流延帶上也會自行攤開，因此傳統(tǒng)的流延素坯厚度小于0.8_，燒結后的厚度更小，通常只用于生產(chǎn)厚度為微米級的電子元件。采用本發(fā)明的方法得到的素坯厚度可大于0.8 _，且素坯疊片無變形和開裂缺陷，燒結平整、致密。通過本方法可以使陶瓷薄型件的厚度不受流延法限制，可以將流延法用于制備大尺寸陶瓷片制造領域，拓展