CN107415136B - 陶瓷和塑料的复合制品及其制备方法 - Google Patents

陶瓷和塑料的复合制品及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种陶瓷和塑料的复合制品及其制备方法。该陶瓷和塑料的复合制品的制备方法包括如下步骤：用氟化氢铵对陶瓷的表面进行活化，得到活化后的陶瓷；用氢氟酸蚀刻活化后的陶瓷，得到蚀刻后的陶瓷；将蚀刻后的陶瓷置于模具中，将塑料注入模具中进行成型，经脱模，得到陶瓷和塑料的复合制品。上述陶瓷和塑料的复合制品的制备方法能够使陶瓷和塑料较为牢固地粘结在一起且不会有溢胶的问题。

Description

陶瓷和塑料的复合制品及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种陶瓷和塑料的复合制品及其制备方法。
背景技术
目前，将陶瓷和塑料的复合制品通常都是采用胶粘剂粘合的方式将陶瓷和塑料粘合在一起，这种复合方式不仅粘结力较弱，陶瓷和塑料容易分离，且容易出现溢胶的问题，直接影响着陶瓷和塑料制品的使用寿命。
发明内容
基于此，有必要提供一种陶瓷和塑料的复合制品的制备方法，能够使陶瓷和塑料较为牢固地粘结在一起且不会有溢胶的问题。
此外，还提供一种陶瓷和塑料的复合制品。
一种陶瓷和塑料的复合制品的制备方法，包括如下步骤：
用氟化氢铵对陶瓷的表面进行活化，得到活化后的陶瓷；
用氢氟酸蚀刻所述活化后的陶瓷，得到蚀刻后的陶瓷；及
将所述蚀刻后的陶瓷置于模具中，将塑料注入所述模具中进行成型，经脱模，得到陶瓷和塑料的复合制品。
上述陶瓷和塑料的复合制品的制备方法通过用氟化氢铵对陶瓷的表面进行活化，以使陶瓷表面的晶粒晶界活化，而对后续的蚀刻效果起到优化的作用，再通过用氢氟酸蚀刻活化后的陶瓷，以使氢氟酸与陶瓷中的铁、锆、铬、锰、硅等反应，从而在陶瓷表面形成纳米级孔洞，并使陶瓷的表面晶界粗化，此时，再将该陶瓷与塑料一起注塑，塑料就会进入陶瓷在蚀刻形成的纳米孔洞中，待塑料固化后，陶瓷和塑料就能够较为牢固地结合在一起，相对于采用胶粘的方式，不仅不会有溢胶的问题，而且结合更加牢固。
在其中一个实施例中，所述用氟化氢铵对陶瓷的表面进行活化的步骤具体为：将所述陶瓷浸渍在所述氟化氢铵的水溶液中，且所述氟化氢铵的水溶液中的氟化氢铵的浓度为50克/升～200克/升。
在其中一个实施例中，所述用氢氟酸蚀刻所述活化后的陶瓷的步骤具体为：将所述活化后的陶瓷浸渍在浓度为100克/升～300克/升的所述氢氟酸中。
在其中一个实施例中，所述用氟化氢铵对陶瓷的表面进行活化的步骤之前，还包括使用除油剂对所述陶瓷进行除油步骤。
在其中一个实施例中，所述用氟化氢铵对陶瓷的表面进行活化的步骤之前，还包括对所述陶瓷的清洗步骤：依次使用碱性溶液、水、酸性溶液和水对所述陶瓷进行清洗。
在其中一个实施例中，所述碱性溶液为氢氧化钠的水溶液，所述氢氧化钠的水溶液中的所述氢氧化钠的浓度为100克/升～200克/升。
在其中一个实施例中，所述酸性溶液为盐酸，所述盐酸的浓度为40克/升～250克/升。
在其中一个实施例中，所述将所述蚀刻后的陶瓷置于模具中的步骤之前，还包括依次使用酸液和去离子水对所述蚀刻后的陶瓷进行清洗的步骤。
在其中一个实施例中，所述酸液为硝酸，所述硝酸的浓度为50克/升～300克/升。
一种上述陶瓷和塑料的复合制品的制备方法制备得到的陶瓷和塑料的复合制品。
附图说明
图1为一实施方式的陶瓷和塑料的复合制品的制备方法的流程图；
图2为实施例1的步骤(5)得到的陶瓷的表面的扫描电镜图(SEM)。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
如图1所示，一实施方式的陶瓷和塑料的复合制品的制备方法，包括如下步骤：
步骤S110：用氟化氢铵对陶瓷的表面进行活化，得到活化后的陶瓷。
通过用氟化氢铵对陶瓷的表面进行活化，以使陶瓷表面的晶粒晶界活化，而对后续的蚀刻效果起到优化作用。且由于氟化氢铵为氢氟酸与氟化铵的复合体，浓度比例使用上较氟化铵低，能够降低环境污染。
具体地，用氟化氢铵对陶瓷的表面进行活化的步骤为：将陶瓷浸渍在氟化氢铵的水溶液中，且氟化氢铵的水溶液中的氟化氢铵的浓度为50克/升～200克/升。其中，浸渍的时间为120秒～240秒。
具体地，配制氟化氢铵的水溶液时使用的水为去离子水。
可以理解，不限于采用将陶瓷浸渍在氟化氢铵的水溶液中的方式以实现对陶瓷表面进行活化，还可以通过使用氟化氢铵的水溶液对陶瓷的表面冲淋、擦拭等方式而对陶瓷表面进行活化。
其中，用氟化氢铵对陶瓷的表面进行活化的步骤之前，还包括使用除油剂对陶瓷进行除油的步骤，以去除陶瓷表面的油污。具体地，除油剂为慧凌6007清洗除油剂。
具体地，使用除油剂对陶瓷进行除油的步骤为：将除油剂与去离子水混合，配制成浓度为30克/升～100克/升的除油剂的水溶液；然后将陶瓷浸渍在除油剂的水溶液中。其中，浸渍时间为180秒～600秒。
其中，用氟化氢铵对陶瓷的表面进行活化的步骤之前，还包括对陶瓷的清洗步骤：依次使用碱性溶液、水、酸性溶液和水对陶瓷进行清洗，通过碱性溶液清洗以去除陶瓷表面的污物，通过酸性溶液清洗中和陶瓷上的未被清洗掉的碱性溶液。具体地，对陶瓷的清洗步骤在除油的步骤之后，以确保陶瓷表面的清洁。
其中，碱性溶液为氢氧化钠的水溶液，氢氧化钠的水溶液中的氢氧化钠的浓度为100克/升～200克/升。
具体地，使用碱性溶液清洗陶瓷的步骤为：将陶瓷浸渍在碱性溶液中。其中，浸渍时间为60秒～360秒。
其中，酸性溶液为盐酸，盐酸的浓度为40克/升～250克/升。具体地，可以使用去离子水稀释浓盐酸以得到上述浓度的盐酸。
具体地，使用酸性溶液清洗陶瓷的步骤为：将陶瓷浸渍在酸性溶液中。其中，浸渍时间为30秒～210秒。
其中，在使用除油剂对陶瓷进行除油的步骤之后，使用碱性溶液、水、酸性溶液和水对陶瓷进行清洗的步骤之前，还包括将陶瓷置于去离子水中超声清洗的步骤。
步骤S120：用氢氟酸蚀刻活化后的陶瓷，得到蚀刻后的陶瓷。
用氢氟酸蚀刻活化后的陶瓷，以使氢氟酸与陶瓷中的铁、锆、铬、锰、硅等反应，从而在陶瓷表面形成纳米级孔洞，并使陶瓷的表面晶界粗化。且通过先使用氟化氢铵对陶瓷的表面进行活化，再对活化后的陶瓷进行蚀刻在工艺上较缓合，且采用渐进方式较不伤陶瓷基体，而混酸的药性过强，若直接将陶瓷在氟化氢铵和氢氟酸的混合液中蚀刻，对陶瓷基体的伤害过大，容易伤害陶瓷基体本身结构，并导致陶瓷表面成孔粗大，影响陶瓷基体本身机械强度。
其中，氢氟酸的浓度为100克/升～300克/升。
具体地，用氢氟酸蚀刻活化后的陶瓷的步骤为：将活化后的陶瓷浸渍在氢氟酸中。其中，浸渍时间为120秒～360秒。
其中，将活化后的陶瓷用氢氟酸蚀刻的步骤之前，还包括将活化后的陶瓷用去离子水清洗的步骤。
步骤S130：将蚀刻后的陶瓷置于模具中，将塑料注入模具中进行成型，经脱模，得到陶瓷和塑料的复合制品。
通过将蚀刻后的陶瓷置于模具中，再注入塑料，能够使塑料进入陶瓷在蚀刻形成的纳米孔洞中，从而使陶瓷和塑料很好地结合在一起。
其中，塑料例如可以为聚苯硫醚塑料(PPS塑料)或聚对苯二甲酸四次甲基酯塑料(PBT塑料)。
其中，在将蚀刻后的陶瓷置于模具中的步骤之前，还包括依次使用酸液和去离子水对蚀刻后的陶瓷进行清洗的步骤。
其中，酸液为硝酸，硝酸的浓度为50克/升～300克/升。具体地，可以使用去离子水稀释浓硝酸以得到上述浓度的硝酸。
具体地，使用酸液对蚀刻后的陶瓷进行清洗的步骤为：将蚀刻后的陶瓷浸渍在酸液中。其中，浸渍时间为30秒～180秒。
其中，在依次使用酸液和去离子水对蚀刻后的陶瓷进行清洗的步骤之后，还包括将蚀刻后的陶瓷在50℃～90℃下烘烤15分钟～30分钟的步骤。
上述陶瓷和塑料的复合制品的制备方法通过用氟化氢铵对陶瓷的表面进行活化，以使陶瓷表面的晶粒晶界活化，而对后续的蚀刻效果起到优化的作用，再通过用氢氟酸蚀刻活化后的陶瓷，以使氢氟酸与陶瓷中的铁、钴、铬、锰、硅等反应，从而在陶瓷表面形成纳米级孔洞，并使陶瓷的表面晶界粗化，此时，再将该陶瓷与塑料一起注塑，塑料就会进入陶瓷在蚀刻形成的纳米孔洞中，待塑料固化后，陶瓷和塑料就能够较为牢固地结合在一起，相对于采用胶粘的方式，不仅不会有溢胶的问题，而且结合更加牢固。且通过上述方法仅仅是在陶瓷上形成纳米级孔洞，对陶瓷的结构几乎没有影响，从而使得陶瓷部分的机械强度几乎不会受到影响。
且上述陶瓷和塑料的复合制品的制备方法操作简单，易于工业化生产。
一实施方式的陶瓷与塑料的复合制品，由于该陶瓷与塑料的复合制品通过上述方法制备得到，使得上述复合制品的陶瓷和塑料能够较为牢固地结合在一起，且不会有溢胶的问题。
以下为实施例部分(以下实施例如无特殊说明，则不含有除不可避免的杂质以外的其他未明确指出的组分。)：
实施例1
本实施例的陶瓷与塑料的复合制品的制备步骤具体如下：
(1)在除油剂中加入去离子水配制成浓度为80克/升的除油剂的水溶液；然后将陶瓷浸渍在除油剂的水溶液中360秒。
(2)在氢氧化钠中加去离子水配制成浓度为150克/升的氢氧化钠的水溶液；将步骤(1)的陶瓷置于去离子水中超声清洗，然后将陶瓷浸渍在氢氧化钠的水溶液中240秒，再用去离子水清洗，接着再将陶瓷浸渍在浓度为180克/升的盐酸中150秒，然后用去离子水清洗。
(3)在氟化氢铵中加入去离子水配制成浓度为180克/升的氟化氢铵的水溶液，将步骤(2)中清洗后的陶瓷在氟化氢铵的水溶液中浸渍180秒，得到活化后的陶瓷。
(4)将活化后的陶瓷在浓度为200克/升的氢氟酸中浸渍240秒，得到蚀刻后的陶瓷。
(5)将蚀刻后的陶瓷在浓度为150克/升的硝酸中浸渍100秒，然后用去离子水清洗，接着在65℃下烘烤25分钟，图2为干燥后的陶瓷的扫描电镜图(SEM)，从图中可以看出，蚀刻后的陶瓷的表面有大量不规则的纳米级的孔洞。
(6)将步骤(5)干燥的陶瓷置于模具中，将塑料注入模具中进行成型，经脱模，得到陶瓷和塑料的复合制品。
采用推拉力机(HM-5520C型)测试本实施例的陶瓷和塑料的复合制品的陶瓷和塑料所能承受的推力，具体测试方法如下：将陶瓷和塑料的复合制品的陶瓷部分用治具固定，然后对塑料部分施加一个平行于陶瓷与塑料的结合面的推力，直至塑料部分与陶瓷部分分离，分离时施加的推力越大，说明陶瓷部分与塑料部分的结合力越好，其中，本实施例的陶瓷和塑料的复合制品的陶瓷部分和塑料部分分离所需的推力见表1。
采用推拉力机(HL-200型)测试本实施例的陶瓷和塑料的复合制品的陶瓷部分的机械强度，具体方法为：将厚度0.7mm的本实施例的步骤(5)得到的片状的陶瓷平放于U型治具上，陶瓷的两端分别与U型治具的两个支臂的自由端固定，U型治具的两个支臂的自由端的间距约为8mm，然后使用推力棒对陶瓷的中部施加一个垂直陶瓷的向下的推力，直至陶瓷破碎为止，推力越大，说明陶瓷的机械强度越好，其中，本实施例的陶瓷所能承受的推力见表1。
实施例2
本实施例的陶瓷与塑料的复合制品的制备步骤具体如下：
(1)在除油剂中加入去离子水配制成浓度为30克/升的除油剂的水溶液；然后将陶瓷浸渍在除油剂的水溶液中600秒。
(2)在氢氧化钠中加去离子水配制成浓度为100克/升的氢氧化钠的水溶液；将步骤(1)的陶瓷置于去离子水中超声清洗，然后将陶瓷浸渍在氢氧化钠的水溶液中360秒，再用去离子水清洗，接着再将陶瓷浸渍在浓度为40克/升的盐酸中210秒，然后用去离子水清洗。
(3)在氟化氢铵中加入去离子水配制成浓度为200克/升的氟化氢铵的水溶液，将步骤(2)中清洗后的陶瓷在氟化氢铵的水溶液中浸渍120秒，得到活化后的陶瓷。
(4)将活化后的陶瓷在浓度为300克/升的氢氟酸中浸渍120秒，得到蚀刻后的陶瓷。
(5)将蚀刻后的陶瓷在浓度为50克/升的硝酸中浸渍180秒，然后用去离子水清洗，接着在50℃下烘烤30分钟，本实施例的陶瓷具有与实施例1的陶瓷相类似的微观结构，在此不再赘述。
(6)将步骤(5)干燥的陶瓷置于模具中，将塑料注入模具中进行成型，经脱模，得到陶瓷和塑料的复合制品。
采用实施例1相同的测试方法得到本实施例的陶瓷和塑料的复合制品的陶瓷部分和塑料部分分离所需的推力和本实施例的步骤(5)得到的陶瓷的承受的推力见表1。
实施例3
本实施例的陶瓷与塑料的复合制品的制备步骤具体如下：
(1)在除油剂中加入去离子水配制成浓度为100克/升的除油剂的水溶液；然后将陶瓷浸渍在除油剂的水溶液中180秒。
(2)在氢氧化钠中加去离子水配制成浓度为200克/升的氢氧化钠的水溶液；将步骤(1)的陶瓷置于去离子水中超声清洗，然后将陶瓷浸渍在氢氧化钠的水溶液中60秒，再用去离子水清洗，接着再将陶瓷浸渍在浓度为250克/升的盐酸中30秒，然后用去离子水清洗。
(3)在氟化氢铵中加入去离子水配制成浓度为50克/升的氟化氢铵的水溶液，将步骤(2)中清洗后的陶瓷在氟化氢铵的水溶液中浸渍240秒，得到活化后的陶瓷。
(4)将活化后的陶瓷在浓度为100克/升的氢氟酸中浸渍360秒，得到蚀刻后的陶瓷。
(5)将蚀刻后的陶瓷在浓度为300克/升的硝酸中浸渍30秒，然后用去离子水清洗，接着在90℃下烘烤15分钟，本实施例的陶瓷具有与实施例1的陶瓷相类似的微观结构，在此不再赘述。
(6)将步骤(5)干燥的陶瓷置于模具中，将塑料注入模具中进行成型，经脱模，得到陶瓷和塑料的复合制品。
采用实施例1相同的测试方法得到本实施例的陶瓷和塑料的复合制品的陶瓷部分和塑料部分分离所需的推力和本实施例的步骤(5)得到的陶瓷的承受的推力见表1。
实施例4
本实施例的陶瓷与塑料的复合制品的制备步骤具体如下：
(1)在除油剂中加入去离子水配制成浓度为50克/升的除油剂的水溶液；然后将陶瓷浸渍在除油剂的水溶液中500秒。
(2)在氢氧化钠中加去离子水配制成浓度为180克/升的氢氧化钠的水溶液；将步骤(1)的陶瓷置于去离子水中超声清洗，然后将陶瓷浸渍在氢氧化钠的水溶液中300秒，再用去离子水清洗，接着再将陶瓷浸渍在浓度为100克/升的盐酸中180秒，然后用去离子水清洗。
(3)在氟化氢铵中加入去离子水配制成浓度为100克/升的氟化氢铵的水溶液，将步骤(2)中清洗后的陶瓷在氟化氢铵的水溶液中浸渍200秒，得到活化后的陶瓷。
(4)将活化后的陶瓷在浓度为150克/升的氢氟酸中浸渍300秒，得到蚀刻后的陶瓷。
(5)将蚀刻后的陶瓷在浓度为100克/升的硝酸中浸渍150秒，然后用去离子水清洗，接着在70℃下烘烤20分钟，本实施例的陶瓷具有与实施例1的陶瓷相类似的微观结构，在此不再赘述。
(6)将步骤(5)干燥的陶瓷置于模具中，将塑料注入模具中进行成型，经脱模，得到陶瓷和塑料的复合制品。
采用实施例1相同的测试方法得到本实施例的陶瓷和塑料的复合制品的陶瓷部分和塑料部分分离所需的推力和本实施例的步骤(5)得到的陶瓷的承受的推力见表1。
实施例5
本实施例的陶瓷与塑料的复合制品的制备步骤具体如下：
(1)在除油剂中加入去离子水配制成浓度为40克/升的除油剂的水溶液；然后将陶瓷浸渍在除油剂的水溶液中400秒。
(2)在氢氧化钠中加去离子水配制成浓度为120克/升的氢氧化钠的水溶液；将步骤(1)的陶瓷置于去离子水中超声清洗，然后将陶瓷浸渍在氢氧化钠的水溶液中350秒，再用去离子水清洗，接着再将陶瓷浸渍在浓度为200克/升的盐酸中60秒，然后用去离子水清洗。
(3)在氟化氢铵中加入去离子水配制成浓度为80克/升的氟化氢铵的水溶液，将步骤(2)中清洗后的陶瓷在氟化氢铵的水溶液中浸渍220秒，得到活化后的陶瓷。
(4)将活化后的陶瓷在浓度为250克/升的氢氟酸中浸渍180秒，得到蚀刻后的陶瓷。
(5)将蚀刻后的陶瓷在浓度为250克/升的硝酸中浸渍60秒，然后用去离子水清洗，接着在80℃下烘烤18分钟，本实施例的陶瓷具有与实施例1的陶瓷相类似的微观结构，在此不再赘述。
(6)将步骤(5)干燥的陶瓷置于模具中，将塑料注入模具中进行成型，经脱模，得到陶瓷和塑料的复合制品。
采用实施例1相同的测试方法得到本实施例的陶瓷和塑料的复合制品的陶瓷部分和塑料部分分离所需的推力和本实施例的步骤(5)得到的陶瓷的承受的推力见表1。
实施例6
本实施例的陶瓷与塑料的复合制品的制备步骤具体如下：
(1)在除油剂中加入去离子水配制成浓度为70克/升的除油剂的水溶液；然后将陶瓷浸渍在除油剂的水溶液中200秒。
(2)在氢氧化钠中加去离子水配制成浓度为120克/升的氢氧化钠的水溶液；将步骤(1)的陶瓷置于去离子水中超声清洗，然后将陶瓷浸渍在氢氧化钠的水溶液中280秒，再用去离子水清洗，接着再将陶瓷浸渍在浓度为200克/升的盐酸中70秒，然后用去离子水清洗。
(3)在氟化氢铵中加入去离子水配制成浓度为80克/升的氟化氢铵的水溶液，将步骤(2)中清洗后的陶瓷在氟化氢铵的水溶液中浸渍220秒，得到活化后的陶瓷。
(4)将活化后的陶瓷在浓度为180克/升的氢氟酸中浸渍330秒，得到蚀刻后的陶瓷。
(5)将蚀刻后的陶瓷在浓度为180克/升的硝酸中浸渍100秒，然后用去离子水清洗，接着在80℃下烘烤12分钟，本实施例的陶瓷具有与实施例1的陶瓷相类似的微观结构，在此不再赘述。
(6)将步骤(5)干燥的陶瓷置于模具中，将塑料注入模具中进行成型，经脱模，得到陶瓷和塑料的复合制品。
采用实施例1相同的测试方法得到本实施例的陶瓷和塑料的复合制品的陶瓷部分和塑料部分分离所需的推力和本实施例的步骤(5)得到的陶瓷的承受的推力见表1。
对比例1
对比例1的陶瓷与塑料的复合制品的制备步骤具体如下：
(1)在除油剂中加入去离子水配制成浓度为80克/升的除油剂的水溶液；然后将陶瓷浸渍在除油剂的水溶液中360秒。
(2)在氢氧化钠中加去离子水配制成浓度为150克/升的氢氧化钠的水溶液；将步骤(1)的陶瓷置于去离子水中超声清洗，然后将陶瓷浸渍在氢氧化钠的水溶液中240秒，再用去离子水清洗，接着再将陶瓷浸渍在浓度为180克/升的盐酸中150秒，然后用去离子水清洗。
(3)将清洗后的陶瓷在浓度为200克/升的氢氟酸中浸渍240秒，得到蚀刻后的陶瓷。
(4)将蚀刻后的陶瓷在浓度为150克/升的硝酸中浸渍100秒，然后用去离子水清洗，接着在65℃下烘烤25分钟。
(5)将步骤(4)干燥的陶瓷置于模具中，将塑料注入模具中进行成型，经脱模，得到陶瓷和塑料的复合制品。
采用实施例1相同的测试方法得到对比例1的陶瓷和塑料的复合制品的陶瓷部分和塑料部分分离所需的推力和对比例1的步骤(4)得到的陶瓷的承受的推力见表1。
对比例2
对比例2的陶瓷与塑料的复合制品的制备步骤具体如下：
将陶瓷和塑料采用3M胶水粘合在一起，得到陶瓷和塑料的复合制品。
采用实施例1相同的测试方法得到对比例2的陶瓷和塑料的复合制品的陶瓷部分和塑料部分分离所需的推力和对比例2的陶瓷的承受的推力见表1。
对比例3
对比例3的陶瓷与塑料的复合制品的制备步骤具体如下：
(1)在除油剂中加入去离子水配制成浓度为80克/升的除油剂的水溶液；然后将陶瓷浸渍在除油剂的水溶液中360秒。
(2)在氢氧化钠中加去离子水配制成浓度为150克/升的氢氧化钠的水溶液；将步骤(1)的陶瓷置于去离子水中超声清洗，然后将陶瓷浸渍在氢氧化钠的水溶液中240秒，再用去离子水清洗，接着再将陶瓷浸渍在浓度为180克/升的盐酸中150秒，然后用去离子水清洗，接着在65℃下烘烤25分钟。
(3)将步骤(2)干燥的陶瓷置于模具中，将塑料注入模具中进行成型，经脱模，得到陶瓷和塑料的复合制品。
采用实施例1相同的测试方法得到对比例3的陶瓷和塑料的复合制品的陶瓷部分和塑料部分分离所需的推力和对比例3的步骤(2)得到的陶瓷的承受的推力见表1。
对比例4
对比例4的陶瓷与塑料的复合制品的制备步骤具体如下：
(1)在陶瓷上用激光形成凹槽。
(2)在除油剂中加入去离子水配制成浓度为80克/升的除油剂的水溶液；然后将陶瓷浸渍在除油剂的水溶液中360秒。
(3)在氢氧化钠中加去离子水配制成浓度为150克/升的氢氧化钠的水溶液；将步骤(1)的陶瓷置于去离子水中超声清洗，然后将陶瓷浸渍在氢氧化钠的水溶液中240秒，再用去离子水清洗，接着再将陶瓷浸渍在浓度为180克/升的盐酸中150秒，然后用去离子水清洗，接着在65℃下烘烤25分钟。
(4)将步骤(3)干燥的陶瓷置于模具中，将塑料注入模具中进行成型，经脱模，得到陶瓷和塑料的复合制品。
采用实施例1相同的测试方法得到对比例4的陶瓷和塑料的复合制品的陶瓷部分和塑料部分分离所需的推力和对比例4的步骤(3)得到的陶瓷的承受的推力见表1。
对比例5
对比例5的陶瓷与塑料的复合制品的制备步骤具体如下：
(1)在除油剂中加入去离子水配制成浓度为80克/升的除油剂的水溶液；然后将陶瓷浸渍在除油剂的水溶液中360秒。
(2)在氢氧化钠中加去离子水配制成浓度为150克/升的氢氧化钠的水溶液；将步骤(1)的陶瓷置于去离子水中超声清洗，然后将陶瓷浸渍在氢氧化钠的水溶液中240秒，再用去离子水清洗，接着再将陶瓷浸渍在浓度为180克/升的盐酸中150秒，然后用去离子水清洗。
(3)在氟化铵中加入去离子水配制成浓度为180克/升的氟化氢铵的水溶液，将步骤(2)中清洗后的陶瓷在氟化铵的水溶液中浸渍180秒。
(4)将步骤(3)的在氟化铵的水溶液中浸渍后的陶瓷在浓度为200克/升的氢氟酸中浸渍240秒，得到蚀刻后的陶瓷。
(5)将蚀刻后的陶瓷在浓度为150克/升的硝酸中浸渍100秒，然后用去离子水清洗，接着在65℃下烘烤25分钟。
(6)将步骤(5)干燥的陶瓷置于模具中，将塑料注入模具中进行成型，经脱模，得到陶瓷和塑料的复合制品。
采用实施例1相同的测试方法得到对比例5的陶瓷和塑料的复合制品的陶瓷部分和塑料部分分离所需的推力和对比例5的步骤(5)得到的陶瓷的承受的推力见表1。
对比例6
对比例6的陶瓷与塑料的复合制品的制备步骤具体如下：
(1)在除油剂中加入去离子水配制成浓度为80克/升的除油剂的水溶液；然后将陶瓷浸渍在除油剂的水溶液中360秒。
(2)在氢氧化钠中加去离子水配制成浓度为150克/升的氢氧化钠的水溶液；将步骤(1)的陶瓷置于去离子水中超声清洗，然后将陶瓷浸渍在氢氧化钠的水溶液中240秒，再用去离子水清洗，接着再将陶瓷浸渍在浓度为180克/升的盐酸中150秒，然后用去离子水清洗。
(3)将陶瓷在蚀刻液中浸渍360秒，得到蚀刻后的陶瓷。其中，蚀刻液为含有氟化氢和氟化氢铵的水溶液，在蚀刻液中，氟化氢的浓度为200克/升，氟化氢铵的浓度为180克/升。
(4)将蚀刻后的陶瓷在浓度为150克/升的硝酸中浸渍100秒，然后用去离子水清洗，接着在65℃下烘烤25分钟。
(5)将步骤(4)干燥的陶瓷置于模具中，将塑料注入模具中进行成型，经脱模，得到陶瓷和塑料的复合制品。
采用实施例1相同的测试方法得到对比例6的陶瓷和塑料的复合制品的陶瓷部分和塑料部分分离所需的推力和对比例6的步骤(4)得到的陶瓷的承受的推力见表1。
表1表示的是实施例1～6及对比例1～6的陶瓷和塑料的复合制品的陶瓷部分和塑料部分分离所需的推力和对应的陶瓷部分的承受的推力。
表1
分离所需推力(kgf) 陶瓷部分承受的推力(kgf)
实施例1 114.2 62.3
实施例2 103.1 65.1
实施例3 100.6 59.6
实施例4 109.1 62
实施例5 103.5 56.8
实施例6 98.6 58.9
对比例1 81.8 53.8
对比例2 38.9 70.2
对比例3 6 70.2
对比例4 21 47.1
对比例5 95.6 61.4
对比例6 96.6 52.1
从表1中可以看出，实施例1～实施例6的陶瓷和塑料的复合制品的陶瓷部分和塑料部分分离所需的推力至少为98.6kgf，远远大于对比例2的仅使用胶水粘合在一起的陶瓷和塑料之间的结合力，并远远大于对比例3的直接将陶瓷和塑料注塑成型在一起的陶瓷和塑料之间的结合力，这是因为实施例1～6通过对陶瓷进行蚀刻再注塑，塑料在注塑过程进入陶瓷的孔洞中，从而增加了陶瓷与塑料之间的结合力。
虽然对比例4采用激光在陶瓷的表面形成凹槽，但是其陶瓷与塑料之间的结合力仍然远远低于实施例1～6，且实施例1～6的陶瓷和塑料的复合制品的陶瓷部分承受的推力至少为56.8kgf，远远高于对比例4，这说明采用实施例1～6的蚀刻的方法能够有效地对陶瓷的孔洞进行优化，以增加陶瓷和塑料之间的结合力，并改善陶瓷部分的机械强度。
而直接将陶瓷置于氟化氢和氟化氢铵的水溶液中蚀刻的对比例6的陶瓷和塑料的复合制品的陶瓷部分和塑料部分分离所需的推力仅为96.6kgf，且陶瓷部分所承受的推力仅为52.1kgf，无论是陶瓷部分和塑料部分分离所需的推力，还是陶瓷部分所能承受的推力，都比较实施例1～6要小，这可能是因为混酸的药性过强，对陶瓷基体的伤害过大，容易伤害陶瓷基体本身结构，不仅影响陶瓷基体本身机械强度，还影响陶瓷表面成孔结构形态，而使陶瓷易于破裂，而先使用氢氟酸对陶瓷进行酸性活化，再对用氟化铵的水溶液进行第二次蚀刻，在工艺上较缓合，这种渐进方式，较不伤陶瓷基体，并且能够优化陶瓷的蚀刻效果，改善陶瓷上的孔洞形成的结构和形态，从而使得实施例1～6的陶瓷和塑料的复合制品的陶瓷和塑料具有较对比例6更好地结合力，陶瓷部分具有更好的机械强度。
从表1中还可以看出，实施例1的陶瓷和塑料的复合制品的陶瓷部分和塑料部分分离所需的推力为114.2kgf，而与实施例1的区别仅在于制备陶瓷和塑料的复合制品时省略了活化步骤的对比例1的陶瓷部分和塑料部分分离所需的推力仅为81.8kgf，远远低于实施例1，显然说明，在氢氟酸蚀刻之前采用氟化氢铵活化陶瓷，能够有效优化陶瓷的蚀刻效果，从而改善陶瓷和塑料的复合制品的陶瓷部分和塑料部分之间的结合力。
虽然对比例5与实施例1的区别仅在于活化步骤中使用的药水不同，然而，实施例1的陶瓷部分和塑料部分分离所需的推力和陶瓷部分的推力均较对比例5好，显然说明与氟化铵相比，氟化氢铵对陶瓷具有更好的活化效果，而致使实施例1的陶瓷和塑料的复合制品具有较高的结合力和较好的机械强度。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种陶瓷和塑料的复合制品的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
用氟化氢铵对陶瓷的表面进行活化，得到活化后的陶瓷；
用氢氟酸蚀刻所述活化后的陶瓷，得到蚀刻后的陶瓷；及
将所述蚀刻后的陶瓷置于模具中，将塑料注入所述模具中进行成型，经脱模，得到陶瓷和塑料的复合制品；
所述用氟化氢铵对陶瓷的表面进行活化的步骤具体为：将所述陶瓷浸渍在所述氟化氢铵的水溶液中，且所述氟化氢铵的水溶液中的氟化氢铵的浓度为50克/升～200克/升，浸渍的时间为120秒～240秒。
2.根据权利要求1所述的陶瓷和塑料的复合制品的制备方法，其特征在于，所述用氢氟酸蚀刻所述活化后的陶瓷的步骤具体为：将所述活化后的陶瓷浸渍在浓度为100克/升～300克/升的所述氢氟酸中。
3.根据权利要求1所述的陶瓷和塑料的复合制品的制备方法，其特征在于，所述用氟化氢铵对陶瓷的表面进行活化的步骤之前，还包括使用除油剂对所述陶瓷进行除油步骤。
4.根据权利要求1所述的陶瓷和塑料的复合制品的制备方法，其特征在于，所述用氟化氢铵对陶瓷的表面进行活化的步骤之前，还包括对所述陶瓷的清洗步骤：依次使用碱性溶液、水、酸性溶液和水对所述陶瓷进行清洗。
5.根据权利要求4所述的陶瓷和塑料的复合制品的制备方法，其特征在于，所述碱性溶液为氢氧化钠的水溶液，所述氢氧化钠的水溶液中的所述氢氧化钠的浓度为100克/升～200克/升。
6.根据权利要求4所述的陶瓷和塑料的复合制品的制备方法，其特征在于，所述酸性溶液为盐酸，所述盐酸的浓度为40克/升～250克/升。
7.根据权利要求1所述的陶瓷和塑料的复合制品的制备方法，其特征在于，所述将所述蚀刻后的陶瓷置于模具中的步骤之前，还包括依次使用酸液和去离子水对所述蚀刻后的陶瓷进行清洗的步骤。
8.根据权利要求7所述的陶瓷和塑料的复合制品的制备方法，其特征在于，所述酸液为硝酸，所述硝酸的浓度为50克/升～300克/升。
9.一种如权利要求1～8任意一项所述的陶瓷和塑料的复合制品的制备方法制备得到的陶瓷和塑料的复合制品。
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