CN109097738B

CN109097738B - 一种陶瓷镜子及制作方法

Info

Publication number: CN109097738B
Application number: CN201810916133.1A
Authority: CN
Inventors: 肖海勇
Original assignee: Changsha Zhonghairui Superhard Material Technology Co ltd
Current assignee: Changsha Zhonghairui Superhard Material Technology Co ltd
Priority date: 2018-08-13
Filing date: 2018-08-13
Publication date: 2020-12-18
Anticipated expiration: 2038-08-13
Also published as: CN109097738A

Abstract

一种陶瓷镜子，包括陶瓷基板和镜像涂层，镜像涂层附着在陶瓷基板上；镜像涂层的靶材为铝、铟、锡、铟锡合金等金属材料。本发明中制备出来的陶瓷镜子有以下优点：1、硬度高，耐磨，高端大气。2、非晶体材料，不易碎裂溅射伤人。3、更纤薄，几乎是玻璃镜子厚度的一半，最薄可以做到0.4mm，如在无线充电导通材料使用时，使无线充电线圈与接收线圈更接近，导通效果更好。4、介电常数高，不屏蔽信号，非常适合用作电磁或信号的导通场景使用。5、防指纹处理，不易粘油污和指纹，并易于擦拭。

Description

一种陶瓷镜子及制作方法

技术领域

本发明属于材料领域，尤其涉及一种陶瓷镜子及制作方法。

背景技术

随着人们生活节奏的加快，智能化的电子产品越来越多，越来越多样化，且组合叠加。镜子作为爱美的女性日常生活的必备品，为了满足女性的需求，很多产品将镜子与充电宝、无线充电器、MP3播放器、手机等进行有效组合，形成具有镜子功能的电子产品，这就使得本来有壳体保护的镜片面会形成祼露。没有壳体保护的玻璃镜子在使用中原本存在的问题就暴露无遗，比如：易碎溅射伤人、易脏污、厚重等等。也有人使用不锈钢做成镜子，能使镜子变薄，但不锈钢本身的硬度还不及玻璃材料，易划伤，同时在面临一些新的功能需求如无线充电和手机使用时，其对充电磁场和信号等有屏蔽。所以，我们需要对镜子这种极及普及的材料进行创新、优化和升级。

目前的技术，不锈钢为镜子基材的镜子，由于不锈钢硬度低，易划伤等问题一直没有为市场所接受，大部分的镜子主要还是玻璃镜子。这种镜子存在以下问题：

1、脆性大，易碎且溅射伤人；

2、易脏污，作为外观件在使用时，易粘指纹和油污；

3、厚重，一般大于1mm，在无线充电使用作过渡层时，还会对充电效率产生较大影响；

4、制作过程污染严重；

现有的玻璃镜子材料由于存在以上诸多缺陷，很少用作外观件，且一般都需要进行保护。而不锈钢材质的镜片，易划伤，也不适合作为外观件，尤其是在用作无线充电或手机外壳时，会对充电磁场和信号产生严重的屏蔽。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种硬度高、耐磨好的陶瓷镜子及制作方法。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：一种陶瓷镜子，包括陶瓷基板和镜像涂层，所述镜像涂层附着在陶瓷基板上；所述镜像涂层的材料为纯铝或者氧化铝、铟、锡、铟锡合金等金属材料。本发明中，陶瓷基板，需要通过研磨抛光加工到镜面光洁度效果，使得镜像涂层附着在陶瓷基板上时能形成反射的镜子效果。本发明中，一般采用深色陶瓷基板，陶瓷基板所用的材料为流延工艺、注射工艺、干压工艺、凝胶工艺成型，并烧结后的坯料。

上述的陶瓷镜子，优选的，所述的陶瓷抛光加工到镜面后在抛光面附着一层40~100nm厚的镜像涂层。

上述的陶瓷镜子，优选的，所述陶瓷基板和镜像涂层之间设置有过渡层，所述过渡层为Cr₂O₃或ZrO₂过渡涂层，在陶瓷基板的镜面抛光面先附着一层15~25nm的Cr₂O₃或ZrO₂过渡涂层，过渡涂层能够增加镜像涂层在陶瓷上的附着力。

上述的陶瓷镜子，优选的，所述镜子涂层上设置有一层6-10μm厚的透明的有机耐磨涂层，有机耐磨涂层为透明的UV涂层，并且可通过物理气相沉积的方法附着在镜像涂层上，有机耐磨涂层能够保护镜像涂层。

上述的陶瓷镜子，优选的，在所述有机耐磨涂层上设置有一层5~20μm的防指纹涂层。

上述的陶瓷镜子，优选的，所述防指纹涂层为透明的AF膜，并且可通过物理气相沉积的方式附着在有机耐磨涂层的表面。本发明中，防指纹脱层可以直接附着在镜面涂层的表面。AF涂层高透光、耐磨性好，并使抗油污、疏水、指纹易擦拭。

一种陶瓷镜子的制作方法，包括以下步骤：1）生坯：成形的生坯通过脱脂、烧结后制成深色陶瓷基板；

2）砂轮粗磨：采用120目和400目的金刚石砂轮在平面磨床上对步骤1）的陶瓷基板进行两次粗磨；第一次粗磨采用的金刚石砂轮的目数小于第二次粗磨采用的金刚石砂轮的目数；

3）CNC加工：在精雕机上使用200~1000目金刚石磨头对步骤2）的陶瓷基板的外形和孔形位进行加工；

4）砂轮半精磨：采用800~2000目砂轮对步骤3的陶瓷进行半精磨，去除粗磨的深划痕，降低砂轮镜面磨削的难度；

5）砂轮精磨：采用6000~10000目砂轮对步骤4）的陶瓷进行镜面磨削，使陶瓷被加工表面达到镜面效果。在本发明中，当陶瓷基片在精磨工序中易出现形变，平面度超差时，可以在双面研磨机上用5~25μm金刚石砂布加软垫进行软精磨，用双面软磨削替代步骤5）中的砂轮硬磨削，以解决单面硬磨磨削造成应力集中使平面度超差的问题。

6）抛光：在双面研磨机上对步骤5）的陶瓷双面抛光；上、下盘使用8mm长毛毯，加80~200nm粒径的氧化硅悬浮抛光液，去除镜面磨的细微划痕，对镜面效果进行完善和平整度加工，表面光洁度达到 Ra:<1nm ，平面度<0.25mm；

7）烘烤：镜面抛光后的氧化锆陶瓷基板超声清洗后在高温烘箱中进行烘烤，温度在200~300度，烘烤20~40分钟；在烘烤的时候，能够让材料表面细微空隙内夹杂的杂质在热膨胀系数的变化下发生松动。

8）清洗：高温烘烤后的氧化锆陶瓷基板，使用RS-618陶瓷专用清洗剂常温下超声波清洗10分钟, 使得表面更加干净，并用过滤后的高纯水超声波清洗，完全去除材料表面的夹杂、污垢和油污；

9）过渡涂层：在步骤8）的氧化锆陶瓷基板的镜面抛光面附着一层15~25nm的Cr₂O₃或ZrO₂过渡涂层；

10）镜像涂层：在过渡涂层上，附着一层40~100nm的镜像涂层；

11）有机涂层：在镜像涂层上，附着一层6~10μm厚的UV有机耐磨涂层，并进行固化处理；

12）防指纹膜：在有机涂层的表面，附着一层10~20nm厚的透明防指纹膜。

上述的陶瓷镜片的制作方法，优选的，步骤5）中进行镜面磨削加工时，使用过滤后的自来水作为冷却液，通过过滤去除自来水中10μm以上的杂质，冷却水一次性使用不循环，防止磨削时水中杂质对材料表面产生划痕。

本发明中制备出来的锆陶瓷镜子有以下优点：

1、硬度高，耐磨，高端大气。

2、非晶体材料，不易碎裂溅射伤人。

3、更纤薄，几乎是玻璃镜子厚度的一半，最薄可以做到0.4mm，如在无线充电导通材料使用时，使无线充电线圈与接收线圈更接近，导通效果更好。

4、介电常数高，不屏蔽信号，非常适合用作电磁或信号的导通场景使用。

5、防指纹处理，不易粘油污和指纹，并易于擦拭。

6、加工过程环保无污染。

附图说明

图1本发明中氧化锆陶瓷镜片的剖视结构示意图。

图例说明

1、氧化锆陶瓷基板；2、过渡涂层；3、镜像涂层；4、有机耐磨涂层；5、防指纹涂层。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下文将结合较佳的实施例对本发明作更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体的实施例。

除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本发明的保护范围。

实施例1

一种陶瓷镜子，其特征在于：包括氧化锆陶瓷基板、过渡涂层、镜像涂层、有机耐磨涂层和防指纹涂层；在氧化锆陶瓷基板的镜面抛光面物理气相沉积一层15nm的Cr₂O₃过渡涂层；过渡涂层Cr₂O₃上物理气相沉积一层60nm厚的镜像涂层，镜像涂层的靶材为铝_；镜像涂层表面物理气相沉积或喷涂一层8μm厚的有机耐磨涂层，有机耐磨涂层为透明耐磨的UV涂层；在有机涂层的表面物理气相沉积一层15nm的防指纹涂层，防指纹涂层为透明的AF膜。

一种陶瓷镜子的制作方法，包括以下步骤：

1）生坯：成形的生坯通过脱脂、烧结后制成深氧化锆陶瓷基板；步骤1）制成的氧化锆陶瓷基板的厚度为0.8mm。

2）砂轮粗磨：采用120目和400目的金刚石砂轮在平面磨床上对步骤1）的氧化锆陶瓷基板进行两次粗磨；所述第一次粗磨采用的金刚石砂轮的目数为120目，第二次粗磨采用的金刚石砂轮的目数为400目；磨削去除陶瓷板正反两面10μm左右的烧结氧化硬质层，同时完成定厚度尺寸，得到的材料厚度为0.56mm。

3）CNC加工：在精雕机上依次使用200、600、1000目金刚石磨头对步骤2）的氧化锆陶瓷基板的外形和孔形位进行加工；

4）砂轮半精磨：采用1200目砂轮对步骤3的氧化锆陶瓷进行半精磨，去除粗磨的深划痕，降低砂轮镜面磨削的难度，得到0.5-0.51mm的氧化锆陶瓷片；

5）砂轮精磨：采用6000目砂轮对步骤4）的氧化锆陶瓷进行镜面磨，使氧化锆陶瓷被加工表面达到镜面效果。在进行镜面磨削加工时，使用过滤后的自来水进行冷却，冷却水一次性使用，过滤后的自来水中去除了10μm以上的杂质。

在其他实施例中，可以在研磨机上用5~25μm金刚石纱布(纸)进行精磨替代步骤5）中的砂轮精磨。

6）抛光：在双面研磨机上对步骤5）的氧化锆陶瓷双面抛光；上、下盘使用8mm长毛毯，加90nm粒径的氧化硅悬浮抛光液，去除镜面磨的细微划痕，对镜面效果进行完善和平整度加工，表面光洁度达到 Ra:<1nm ，平面度：<0.2mm；

7）烘烤：镜面抛光后的氧化锆陶瓷基板超声清洗后在高温烘箱中进行烘烤，温度在288度，烘烤30分钟；

8）超纯清洗：高温烘烤后的氧化锆陶瓷基板，使用国内某厂家RS-618陶瓷专用清洗剂常温下超声波清洗10分钟, 再用10微米过滤装置过滤的高纯水超声的高纯水超声波清洗 10分钟以上，完全去除材料表面的夹杂、污垢和油污；

9）过渡涂层：在步骤8）的氧化锆陶瓷基板的镜面抛光面，物理气相沉积一层15nm的Cr₂O₃过渡涂层；

10）镜像涂层：在过渡涂层上，物理气相沉积一层60nm的纯铝，使形成反射的镜像涂层；

11）有机涂层：在镜面涂层表面，物理气相沉积或喷涂一层8μm厚的透明UV涂层，并进行固化处理；

12）防指纹膜：在有机涂层的表面，物理气相沉积一层15nm的透明的AF防指纹涂层。

本发明中，整个产品的厚度为0.51mm。

Claims

1.一种陶瓷镜子的制作方法，其特征在于：包括以下步骤：1）生坯：成形的生坯通过脱脂、烧结后制成深色陶瓷基板；

2）砂轮粗磨：采用120目和400目的金刚石砂轮在平面磨床上对步骤1）的氧化锆陶瓷基板进行两次粗磨；第一次粗磨采用的金刚石砂轮的目数小于第二次粗磨采用的金刚石砂轮的目数；

3）CNC加工：在精雕机上使用200~1000目金刚石磨头对步骤2）的氧化锆陶瓷基板的外形和孔形位进行加工；

4）砂轮半精磨：采用800~2000目砂轮对步骤3）的氧化锆陶瓷进行半精磨，去除粗磨的深划痕，降低砂轮镜面磨削的难度；

5）砂轮精磨：采用6000~10000目砂轮对步骤4）的氧化锆陶瓷进行镜面磨削，使氧化锆陶瓷被加工表面达到镜面的光洁度效果；

6）抛光：在双面研磨机上对步骤5）的氧化锆陶瓷双面抛光；上、下盘使用8mm长毛毯，加80~200nm粒径的氧化硅悬浮抛光液，去除镜面磨削的细微划痕，光洁度效果进行完善和平面度加工，表面光洁度达到 Ra:<1nm ，平面度<0.25mm；

7）烘烤：镜面抛光后的氧化锆陶瓷基板超声清洗后在高温烘箱中进行烘烤，温度在200~300度，烘烤20~40分钟；

8）清洗：高温烘烤后的氧化锆陶瓷基板，使用RS-618陶瓷专用清洗剂常温下超声波清洗10分钟,再用过滤后的高纯水超声波清洗，完全去除材料表面的夹杂、污垢和油污；

9）过渡涂层：在步骤8）的氧化锆陶瓷基板的抛光加工面，附着一层15~25nm的Cr₂O₃过渡涂层；

10）镜像涂层：在Cr₂O₃涂层上，附着一层40~100nm的镜像涂层；

11）有机涂层：在镜像涂层表面，附着一层6~10μm厚的透明有机耐磨涂层，并进行固化处理；

12）防指纹膜：在有机涂层的表面，附着一层10~20nm的透明的防指纹AF膜。

2.根据权利要求1所述的陶瓷镜子的制作方法，其特征在于：在步骤5）中进行镜面磨削加工时，使用过滤后的自来水作为冷却液，通过过滤去除自来水中10μm以上的杂质，冷却水一次性使用不循环。

3.根据权利要求1所述的陶瓷镜子的制作方法，其特征在于：在步骤5）中进行镜面磨削加工时，当陶瓷基片在精磨工序中易出现形变，平面度超差时，在双研磨机上用5~25μm金刚石砂布加软垫进行软精磨，以双面软磨削替代步骤5）中的砂轮硬磨削，以解决单面硬磨磨削造成应力集中使平面度超差的问题。