CN109574659A - 一种陶瓷手机壳用白色氧化锆粉体及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种陶瓷手机壳用白色氧化锆粉体及其制备方法，属于未来5G手机壳制备领域。该白色氧化锆粉体以质量百分数计，其主要包含以下组份：氧化锆85‑97wt%，氧化钇2‑8 wt%，氧化铝1‑7 wt%。该制备方法包括：将氧氯化锆、可溶性钇盐、可溶性铝盐溶解于去离子水中，并加入一定量的分散剂，经搅拌混合均匀后将其与氨水共沉淀得到氢氧化锆前驱体，经膜清洗、干燥、球磨以及煅烧后得到白色氧化锆粉体。本发明所述白色氧化锆粉体具有高白度、高纯度和良好的分散性。本发明制备方法简单易行，所制备的白色氧化锆粉体易烧结，白色均匀且稳定。

Description

一种陶瓷手机壳用白色氧化锆粉体及其制备方法
技术领域
本发明设计陶瓷手机壳用材料领域，具体而言，属于材料工程技术领域。
背景技术
目前主流的手机是4G手机，采用的外壳多为塑料或金属外壳。不过随着时代发展，不久后5G时代即将来临，届时手机对电磁波穿透能力有了更高地要求，塑料或金属对于5G信号电磁波均有一定的屏蔽作用，只有无电磁屏蔽能力的陶瓷材料才能满足该要求。考虑到手机壳对于强度和耐磨等性能方面的要求，结合氧化锆陶瓷具有强度高、韧性好、硬度高和化学稳定性好等优点，是综合性能最佳的先进结构陶瓷材料之一，因此氧化锆成为首选的手机壳制备材料。而对于手机外观方面，白色手机壳是流行款色，更受大众喜爱，鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的目的在于提供一种陶瓷手机壳用白色氧化锆粉体，该氧化锆粉体具有高纯度、高白度、分散性好等特点。
本发明的目的还在于提供一种陶瓷手机壳用白色氧化锆粉体制备方法，具体按照以下步骤实施：
1）将氧氯化锆、可溶性钇盐、可溶性铝盐按照Zr4+:Y3+:Al3+摩尔比为100:3-8:2-10称量并依次溶解于去离子水中，并加入分散剂，搅拌0.5-1h后得到混合溶液；
2）将步骤1）制备的混合溶液和0.5mol/L的氨水同时逐滴加入到带有磁力搅拌的反应器中，边滴加边搅拌，白色沉淀物不断产生，通过调整混合溶液或氨水用量直至溶液pH值为8时停止滴加，然后陈化24h；
3）将步骤2）浆料置于膜清洗机循环清洗后干燥，得到白色氧化锆前驱体粉末；
4）将步骤3）制备的白色氧化锆前驱体粉末进行球磨4-8h；
5）将步骤4）制备的研磨后粉末置于马弗炉内700-900℃下煅烧2-4h，获得白色氧化锆粉体。
优选地，步骤1）中，所述的氧化锆粉体包含以下质量百分含量的成分：氧化锆85-97wt%，氧化钇2-8 wt %，氧化铝1-7 wt %。
优选地，步骤1）中，所述的可溶性钇盐为氯化钇、硝酸钇、乙酸钇中的一种或多种。
优选地，步骤1）中，所述的可溶性铝盐为氯化铝、硝酸铝中的一种或两种。
优选地，步骤1）中，所述的分散剂为聚乙二醇、聚丙烯酸铵中的一种或两种。
优选地，步骤1）中，所述的分散剂的添加量为步骤1）制得混合溶液质量的1-3％。
优选地，步骤3）中，所述的浆料置于膜清洗机循环清洗，清洗后干燥，干燥温度为60-80℃。
优选地，步骤5）对研磨后粉末置于马弗炉内700-900℃下煅烧2-4h。
由于上述方案的运用，本发明的白色氧化锆粉体具有高纯度、高白度以及具有良好的分散性。粉体易烧结、手机壳白色稳定、均匀。本发明所述陶瓷手机壳用白色氧化锆制备方法，工艺制备简单、易操作，可实现量产，产品稳定性佳。
具体实施方式
下面对本发明作进一步详细的说明，但本发明不限于此实施例。
根据本实施例，通过如下步骤制备手机壳用白色氧化锆粉体：将氧氯化锆、可溶性钇盐、可溶性铝盐按照Zr4+:Y3+:Al3+摩尔比为100:3-10:2-8称量并依次溶解于去离子水中，并加入分散剂，搅拌0.5-1h后得到混合溶液；可溶性钇盐为氯化钇、硝酸钇、乙酸钇中的一种或多种，或者其他可溶性钇盐；可溶性铝盐为氯化铝、硝酸铝中的一种或两种；分散剂为聚乙二醇、聚丙烯酸铵中的一种或两种；分散剂的添加量为步骤1制得混合溶液质量的1-3％。
向上述溶液和0.5mol/L的氨水同时逐滴加入到带有磁力搅拌的反应器中，边滴加边搅拌，白色沉淀物不断产生，通过调整混合溶液与氨水滴加速度或用量直至溶液pH值超过8时停止滴加。继续搅拌2h，然后陈化24h。
将浆料中白色沉淀物过滤出，采用膜清洗机中反复清洗至浆料中无盐分残留，再置于60-80℃条件下干燥，得到氧化锆前驱体粉末。
将前驱体粉末置于马弗炉中在700-900℃温度下煅烧2-4h，得到白色氧化锆粉体。
实施例1
按照Zr4+:Y3+:Al3+摩尔比100:3:2称量八水氧氯化锆100g、六水氯化钇2.82g、氯化铝0.83g溶于100mL去离子水中，加入2g聚乙二醇，用磁力搅拌器搅拌混合均匀，得到均一稳定的混合溶液。取该溶液与0.5mol/L氨水同时逐滴加入带有磁力搅拌的反应器中，白色沉淀物不断产生，调整混合溶液与氨水滴加速度或用量直至溶液pH值达到8以上。接着搅拌2h，然后陈化24h。将浆料中白色沉淀物过滤出，采用膜清洗机反复清洗至白色沉淀物中无盐分残留，再置于60℃条件下干燥，得到氧化锆前驱体粉末。将前驱体粉末置于马弗炉中在700℃温度下煅烧2h，得到白色氧化锆粉体，检测白度为91，粒度D50为87nm。
实施例2
按照Zr4+:Y3+:Al3+摩尔比100: 3: 8称量八水氧氯化锆100g、六水氯化钇2.82g、氯化铝3.32g溶于100mL去离子水中，加入2g聚乙二醇，用磁力搅拌器搅拌混合均匀，得到均一稳定的混合溶液。取该溶液与0.5mol/L氨水同时逐滴加入带有磁力搅拌的反应器中，白色沉淀物不断产生，调整混合溶液与氨水滴加速度或用量直至溶液pH值达到8以上。接着搅拌2h，然后陈化24h。将浆料中白色沉淀物过滤出，采用膜清洗机反复清洗至白色沉淀物中无盐分残留，再置于60℃条件下干燥，得到氧化锆前驱体粉末。将前驱体粉末置于马弗炉中在700℃温度下煅烧2h,得到白色氧化锆粉体，检测白度为92.6，粒度D50为91nm。
实施例3
按照Zr4+:Y3+:Al3+摩尔比100:10:2称量八水氧氯化锆100g、六水氯化钇9.41g、氯化铝0.83g溶于100mL去离子水中，加入2g聚乙二醇，用磁力搅拌器搅拌混合均匀，得到均一稳定的混合溶液。取该溶液与0.5mol/L氨水同时逐滴加入带有磁力搅拌的反应器中，白色沉淀物不断产生，调整混合溶液与氨水滴加速度或用量直至溶液pH值达到8以上。接着搅拌2h，然后陈化24h。将浆料中白色沉淀物过滤出，采用膜清洗机反复清洗至白色沉淀物中无盐分残留，再置于80℃条件下干燥，得到氧化锆前驱体粉末。将前驱体粉末置于马弗炉中在700℃温度下煅烧2h,得到白色氧化锆粉体，检测白度为91.2，粒度D50为88nm。
实施例4
按照Zr4+:Y3+:Al3+摩尔比100:10:8称量八水氧氯化锆100g、六水氯化钇9.41g、氯化铝3.32g溶于100mL去离子水中，加入3g聚乙二醇，用磁力搅拌器搅拌混合均匀，得到均一稳定的混合溶液。取该溶液与0.5mol/L氨水同时逐滴加入带有磁力搅拌的反应器中，白色沉淀物不断产生，调整混合溶液与氨水滴加速度或用量直至溶液pH值达到8以上。接着搅拌2h，然后陈化24h。将浆料中白色沉淀物过滤出，采用膜清洗机反复清洗至白色沉淀物中无盐分残留，再置于80℃条件下干燥，得到氧化锆前驱体粉末。将前驱体粉末置于马弗炉中在900℃温度下煅烧4h,得到白色氧化锆粉体，检测白度为90.6，粒度D50为86nm。
实施例5
按照Zr4+:Y3+:Al3+摩尔比100:5:5称量八水氧氯化锆100g、六水氯化钇4.71g、氯化铝2.07g溶于100mL去离子水中，加入2g聚乙二醇，用磁力搅拌器搅拌混合均匀，得到均一稳定的混合溶液。取该溶液与0.5mol/L氨水同时逐滴加入带有磁力搅拌的反应器中，白色沉淀物不断产生，调整混合溶液与氨水滴加速度或用量直至溶液pH值达到8以上。接着搅拌2h，然后陈化24h。将浆料中白色沉淀物过滤出，采用膜清洗机反复清洗至白色沉淀物中无盐分残留，再置于80℃条件下干燥，得到氧化锆前驱体粉末。将前驱体粉末置于马弗炉中在900℃温度下煅烧4h,得到白色氧化锆粉体，检测白度为92.1，粒度D50为87nm。
实施例6
按照Zr4+:Y3+:Al3+摩尔比100:5:5称量八水氧氯化锆100g、六水硝酸钇5.94g、九水硝酸铝5.82g溶于100mL去离子水中，加入2g聚乙二醇，用磁力搅拌器搅拌混合均匀，得到均一稳定的混合溶液。取该溶液与0.5mol/L氨水同时逐滴加入带有磁力搅拌的反应器中，白色沉淀物不断产生，调整混合溶液与氨水滴加速度或用量直至溶液pH值达到8以上。接着搅拌2h，然后陈化24h。将浆料中白色沉淀物过滤出，采用膜清洗机反复清洗至白色沉淀物中无盐分残留，再置于80℃条件下干燥，得到氧化锆前驱体粉末。将前驱体粉末置于马弗炉中在900℃温度下煅烧4h, 得到白色氧化锆粉体，检测白度为90.3，粒度D50为92nm。
综上，本发明制备的陶瓷手机壳用白色氧化锆粉体纯度高、白度佳、具有良好的分散性，由此制成的氧化锆手机壳手感光滑，白色色度饱满、呈色均一，耐磨且不易碎。
尽管已用具体实施例来说明和描述了本发明，然而应意识到，在不背离本发明的精神和范围的情况下可以作出许多其它的更改和修改。因此，这意味着在所附权利要求中包括属于本发明范围内的所有这些变化和修改。

Claims (10)

1.一种陶瓷手机壳用白色氧化锆粉体，其特征在于，包含以下质量百分数的成分：氧化锆85-97wt%，氧化钇2-8 wt %，氧化铝1-7wt %。
2.按照以下步骤实施：
1）将氧氯化锆、可溶性钇盐、可溶性铝盐按照Zr4+:Y3+:Al3+摩尔比为100:3-8:2-10称量并依次溶解于去离子水中，并加入分散剂，搅拌0.5-1h后得到混合溶液；
2）将步骤1）制备的混合溶液和0.5mol/L的氨水同时逐滴加入到带有磁力搅拌的反应器中，边滴加边搅拌，白色沉淀物不断产生，通过调整混合溶液或氨水用量直至溶液pH值为8停止滴加，然后陈化24h；
3）将步骤2）浆料置于膜清洗机循环清洗后干燥，干燥温度为60-80℃，得到白色氧化锆前驱体粉末；
4）将步骤3）制备的白色氧化锆前驱体粉末进行球磨6h；
5）将步骤4）制备的研磨后粉末置于马弗炉内700-900℃下煅烧2-4h，获得白色氧化锆粉体。
3.根据权利要求1所述的一种陶瓷手机壳用白色氧化锆粉体，其特征在于，包含以下质量百分含量的成分：氧化锆85-97wt%，氧化钇2-8 wt%，氧化铝1-7 wt %。
4.根据权利要求1所述的一种陶瓷手机壳用白色氧化锆粉体的制备方法，其特征在于，所述可溶性钇盐为氯化钇、硝酸钇、乙酸钇中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的一种陶瓷手机壳用白色氧化锆粉体的制备方法，其特征在于，所述可溶性铝盐为氯化铝、硝酸铝中的一种或两种。
6.根据权利要求1所述的一种陶瓷手机壳用白色氧化锆粉体的制备方法，其特征在于，所述分散剂为聚乙二醇、聚丙烯酸铵中的一种或两种。
7.根据权利要求1或5所述的一种陶瓷手机壳用白色氧化锆粉体的制备方法，其特征在于，所述分散剂的添加量为步骤1制得混合溶液质量的1-3％。
8.根据权利要求1所述的一种陶瓷手机壳用白色氧化锆粉体的制备方法，其特征在于，步骤2）中是将混合溶液与氨水同时逐滴加入到带有磁力搅拌的反应器中，边滴加边搅拌。
9.根据权利要求1所述的一种陶瓷手机壳用白色氧化锆粉体的制备方法，其特征在于，步骤5）所获得的白色氧化锆粉体一次平均粒径为80-100nm。
10.根据权利要求1所述的一种陶瓷手机壳用白色氧化锆粉体的制备方法，其特征在于，步骤5）所获得的白色氧化锆粉体白度为90以上。
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