CN110304920B - 氧化锆陶瓷及其制备方法、壳体和电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种氧化锆陶瓷及其制备方法、壳体和电子设备。该氧化锆陶瓷的制备方法，包括如下步骤：将混合料成型，得到坯体，其中，混合料包括原料，按照质量百分含量计，原料包括：85％～90％的氧化锆、1％～4％的氧化铝、2％～3.8％的氧化钇、2.1％～4.1％的氧化锌、1.2％以下的氧化钛、1％以下的氧化铬、1％以下的氧化硅及1％以下的氧化镍；将坯体烧结，得到氧化锆陶瓷。上述氧化锆陶瓷的制备方法制备得到的陶瓷的颜色为粉金色，且具有较好的力学性能。

Description

氧化锆陶瓷及其制备方法、壳体和电子设备

技术领域

本发明涉及一种氧化锆陶瓷及其制备方法、壳体和电子设备。

背景技术

目前制作彩色陶瓷后盖常用的方法有两种，一种是在陶瓷表面喷涂或印刷釉料，利用釉料的彩色特性制备彩色陶瓷后盖，其工艺路线类似釉中彩，通常用类似镨黄、钒黄、铁红等作为有色釉料调成所需颜色，由于釉料和陶瓷体的热膨胀系数不一致导致收缩率不一致，使得该方法得到的陶瓷片容易出现翘曲问题，成品率较低。另二种是在粉体中添加有色氧化物，利用有色氧化物在高温烧结过程中表现的价态变化来达到彩色目的，向陶瓷粉体中直接添加有色氧化物粉，虽然没有收缩率不一致的问题，然而目前该方法得到的陶瓷的力学性能较差，且难以获得真正的粉金色。

发明内容

基于此，有必要提供一种力学性能较好的粉金色的氧化锆陶瓷的制备方法。

此外，还提供一种氧化锆陶瓷、壳体及电子设备。

一种氧化锆陶瓷的制备方法，包括如下步骤：

将混合料成型，得到坯体，其中，所述混合料包括原料，按照质量百分含量计，所述原料包括：85％～90％的氧化锆、1％～4％的氧化铝、2％～3.8％的氧化钇、2.1％～4.1％的氧化锌、1.2％以下的氧化钛、1％以下的氧化铬、1％以下的氧化硅及1％以下的氧化镍；

将所述坯体烧结，得到氧化锆陶瓷。

经研究发现，若直接向氧化锆粉体中添加氧化铒，在高温下该物质容易在氧化锆陶瓷内部出现浓度富集，这是因为铒是镧系过渡金属，化学性质活泼，相同情况下氧化铒比其他氧化物的稳定性差，更容易出现浓度富集，导致陶瓷的颜色不均匀，且添加该物质会导致陶瓷的力学性能下降，使得氧化锆陶瓷单体的跌落强度从1.5m下降至0.8m，落球强度从70cm下降至60cm，四点弯曲强度从1300MPa下降至700MPa。粉金色的L值为83～87，a值为6～8，b值为6～8，而由于铒是过渡金属元素，化学活性高，在排胶烧结过程中，炉体温度的波动容易导致其与其它颜色氧化物的固溶，使得采用氧化铒颜色较难控制，会导致陶瓷的颜色要么偏黄，要么偏粉。而上述氧化锆陶瓷通过将含有上述配方的原料的混合料直接制作成坯体，然后烧结成陶瓷，在烧结过程中，上述配方中的氧化锌的颜色由白色变成浅黄，再变成柠檬黄，能够与配方中的氧化镍(绿色)、氧化铬(绿色)、氧化硅(白色)以及氧化锆等共同形成粉金色，与铒相比，锌的化学活性较低，能够避免与其它颜色的氧化物固溶，从而避免了采用氧化铒颜色较难控制的问题；同时，上述配方中的各氧化物之间能够形成置换固溶体，具有增韧作用，能够提升陶瓷的力学性能。

一种氧化锆陶瓷，由上述氧化锆陶瓷的制备方法制备得到。由于该氧化锆陶瓷采用上述方法制备得到，使得该氧化锆陶瓷的颜色为粉金色，且具有较好的力学性能。

一种氧化锆陶瓷，按照质量百分含量计，所述氧化锆陶瓷的化学组成包括：85％～90％的氧化锆、1％～4％的氧化铝、2％～3.8％的氧化钇、2.1％～4.1％的氧化锌、1.2％以下的氧化钛、1％以下的氧化铬、1％以下的氧化硅及1％以下的氧化镍。

上述配方的原料不仅能够使得到的陶瓷的颜色为粉金色，而且还能够使得到的陶瓷具有较好的力学性能。

一种壳体，所述壳体由上述氧化锆陶瓷的制备方法制备得到的氧化锆陶瓷或上述氧化锆陶瓷加工得到。

由于该壳体采用上述氧化锆陶瓷的制备方法制备得到的氧化锆陶瓷或上述氧化锆陶瓷加工得到，使得该壳体不仅为粉金色，而且还能够使得到的陶瓷具有较好的力学性能。

一种电子设备，包括：

上述壳体；

显示模组，与所述壳体连接，并与所述壳体共同围设成容置腔；及

电路板，设置在所述容置腔内。

由于该电子设备的壳体为上述壳体，使得该电子设备不仅具有粉金色的壳体，而且具有较长的使用寿命。

附图说明

图1为一实施方式的氧化锆陶瓷的制备方法的流程图。

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，第一实施方式的氧化锆陶瓷的制备方法，该方法制备得到氧化锆陶瓷可以用于加工制作壳体(例如电子设备的后盖，电子设备例如为手机、平板电脑)、装饰件、外观件等。该方法制备得到的氧化锆陶瓷为粉金色，其LAB值为：L值为83～87，a值为6～8，b值为6～8。L表示照度(Luminosity)，相当于亮度，a表示从红色至绿色的范围，b表示从蓝色至黄色的范围。该氧化锆陶瓷的制备方法包括如下步骤：

步骤S110：将混合料成型，得到坯体。

其中，混合料包括原料，按照质量百分含量计，原料包括：85％～90％的氧化锆、1％～4％的氧化铝、2％～3.8％的氧化钇、2.1％～4.1％的氧化锌、1.2％以下的氧化钛、1％以下的氧化铬、1％以下的氧化硅及1％以下的氧化镍。在本文中，“以下”表示为正数。即按照质量百分含量计，在原料中，氧化钛的含量大于0＜氧化钛≤1.2％，氧化铬的含量为0＜氧化铬≤1％，氧化硅的含量为0＜氧化硅≤1％，氧化镍的含量为0＜氧化镍≤1％。上述配方的原料不仅能够得到颜色为粉金色的陶瓷，而且该配方得到的陶瓷发色稳定，还能够具有较好的力学性能。

由于氧化锆中通常会含有杂质成分氧化铪，而铪和锆是同一主族元素，分离提纯难度大，为了使经济效益和成本之间达到平衡，控制原料中的氧化铪的质量百分含量在2.2％以下。

在其中一个实施例中，原料由氧化锆、氧化铝、氧化钇、氧化锌、氧化钛、氧化铬、氧化硅、氧化镍及氧化铪组成。即按照质量百分含量计，原料由如下组分组成：85％～90％的氧化锆、1％～4％的氧化铝、2％～3.8％的氧化钇、2.1％～4.1％的氧化锌、1.2％以下的氧化钛、1％以下的氧化铬、1％以下的氧化硅、1％以下的氧化镍以及0～2.2％的氧化铪。该配方的原料能够很好地确保陶瓷的颜色为粉金色，且陶瓷发色更加稳定，以及更加稳定且较好的力学性能。

具体地，原料的中位粒径D₅₀为500纳米～1200纳米。即原料中的各组分的中位粒径均控制在500纳米～1200纳米。通过控制原料为上述粒径范围，能够进一步确保陶瓷的颜色发色稳定，以及具有较好的力学性能。

在本实施方式中，将混合料成型的方法为干压成型。在其中一个实施例中，干压成型的压力为180MPa～240MPa，温度为40℃～80℃，保压时间为5秒～500秒。该干压成型的条件能够得到强度较高的坯体，以便于后续得到力学性能较好的陶瓷。

需要说明的是，将混合料成型的方法不限于为上述方法，将混合料成型的方法还可以为注射成型、流延成型等等。

具体地，在步骤S110之前，还包括将原料混合得到混合料的步骤，且将原料混合得到混合料的步骤包括：将原料、粘结剂、助剂及溶剂混合球磨，得到混合料。

在其中一个实施例中，溶剂为有机溶剂。进一步地，溶剂选自无水乙醇、甲苯及乙二醇中的至少一种。在其中一个实施例中，溶剂为质量比为7:3的甲苯和乙二醇的混合物。甲苯的溶解性好，但是毒性大，乙二醇毒性小，溶解性相对差一些，按照此比例，既可保证毒性较小，也可以保证溶解性较好。

在其中一个实施例中，在混合料中，溶剂的质量百分含量为5％～10％。粘结剂选自聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)及聚乙烯醇缩丁醛(PVB)中的至少一种。具体地，在混合料中，粘结剂的质量百分含量为7％～10％。助剂包括消泡剂和增塑剂。其中，消泡剂为二甲基硅氧烷。增塑剂选自邻苯二甲基二丁酯(DBP)、邻苯二甲酸丁苄酯(BBP)及邻苯二甲酸二辛酯(DOP)中的至少一种。且在混合料中，消泡剂的质量百分含量为2％～5％；增塑剂的质量百分含量为5％～10％。

可以理解，粘结剂、消泡剂、增塑剂及溶剂不限于为上述物质，粘结剂、消泡剂、溶剂及增塑剂的种类可以根据需要进行选择调整；粘结剂、溶剂、消泡剂及增塑剂的含量也可以根据具体需要进行调整。且助剂也不限于为消泡剂和增塑剂，助剂的种类可以根据需要进行添加。

步骤S120：将坯体烧结，得到氧化锆陶瓷。

具体地，将坯体烧结的步骤中，烧结温度1300℃～1500℃。烧结时间为36小时～72小时。该烧结制备能够确保陶瓷颜色稳定的同时，确保陶瓷具有较好的力学性能。

进一步地，将坯体烧结的步骤之前，还包括将坯体在300℃～600℃下排胶处理的步骤，以防止坯体在烧结的过程中产生开裂等问题，同时进一步确保陶瓷颜色稳定的同时，确保陶瓷具有较好的力学性能。具体地，排胶处理的时间为36小时～72小时。

经研究发现，目前为了得到氧化锆陶瓷通常是直接向氧化锆粉体中添加氧化铒，在高温下，该物质容易在氧化锆陶瓷内部出现浓度富集，这是因为铒是镧系过渡金属，化学性质活泼，相同情况下氧化铒比其他氧化物的稳定性差，更容易出现浓度富集，导致陶瓷的颜色均匀，且添加该物质会导致陶瓷的力学性能下降，使得氧化锆陶瓷单体的跌落强度(单体跌落强度是指单个陶瓷后盖从某一高度以0°角，以平面接触地面的方式自由落体的最大高度)从1.5m下降至0.8m，落球强度从70cm下降至60cm，四点弯曲强度从1300MPa下降至700MPa。粉金色的L值为83～87，a值为6～8，b值为6～8，而由于铒是过渡金属元素，化学活性比较高，在排胶烧结过程中，炉体温度的波动容易导致其与其他颜色氧化物的固溶，使得采用氧化铒颜色较难控制，会导致陶瓷的颜色要么偏黄，要么偏粉。

而上述氧化锆陶瓷的制备方法通过将含有上述配方的原料的混合料直接制作成坯体，然后烧结成陶瓷，在烧结过程中，上述配方中的上述比例的氧化锌的颜色由白色变成浅黄，再变成柠檬黄，能够与配方中的上述比例的氧化镍(绿色)、氧化铬(绿色)、氧化硅(白色)以及氧化锆等共同形成粉金色，与铒相比，锌的化学活性较低，能够避免与其它颜色的氧化物固溶，从而避免了采用氧化铒颜色较难控制的问题；同时，上述配方中的各氧化物之间能够形成置换固溶体，具有增韧作用，能够提升陶瓷的力学性能。

且上述氧化锆陶瓷的制备方法得到的氧化锆陶瓷发生稳定。

第二实施方式的氧化锆陶瓷的制备方法与第一实施方式的氧化锆陶瓷的制备方法大致相同，区别在于，成型方法步骤：在本实施方式中，将混合料成型的方法为流延成型。

在本实施方式中，混合料的制备方法与第一实施方式的混合料的制备方法大致相同，原料、粘结剂、助剂以及溶剂的种类均可以与第一实施方式的原料、粘结剂、助剂及溶剂相同，区别在于，本实施方式中，混合料中的溶剂的质量百分含量为10％～20％。

在其中一个实施例中，混合料的粘度为400cps～2000cps。黏度较小难以实现流延，黏度较大则不容易控制陶瓷浆料膜厚。

在其中一个实施例中，流延成型的工艺参数包括：刮刀高度为1.2mm～2.3mm，流延带速为0.4m/min～0.8m/min，流延干燥区域一区温度为70℃～80℃，流延干燥区域二区温度为80℃～100℃。该流延成型的工艺参数能够得到强度较大且厚度为0.7mm～1.1mm的坯体。可以理解，流延成型的工艺参数不限于为上述参数，流延成型的参数可以根据坯体的厚度进行调整。

由于本实施方式的氧化锆陶瓷的制备方法与第一实施方式的氧化锆陶瓷的制备方法相似，因此，本实施方式的氧化锆陶瓷的制备方法也具有第一实施方式的氧化锆陶瓷的制备方法相似的效果。

第三实施方式的氧化锆陶瓷的制备方法与第一实施方式的氧化锆陶瓷的制备方法大致相同，区别在于，成型方法和混合料的制备有所不同。

在本实施方式中，将混合料成型的方法为注射成型。在其中一个实施例中，将混合料成型的步骤包括：将混合料挤出以进行造粒；将造粒后的混合料注射成型。通过在注射成型之前，先对混合料进行造粒，能够以便于后续注射成型，以便于有效地喂料，方便生产。

在其中一个实施例中，造粒后的混合料的长度为3厘米～5厘米，直径为1毫米～10毫米。可以理解，造粒后的混合料的长度和直径可以根据需要进行调整。

在本实施方式中，将原料混合得到混合料的步骤与第一实施方式相似，包括：将原料、助剂、粘结剂及溶剂混合球磨，得到混合料。其中，原料、助剂以及溶剂的种类均可以与第一实施方式的原料、助剂及溶剂相同，在此不再赘述。区别在于，在本实施方式中，在混合料中，溶剂的质量百分含量为10％～15％。且在本实施方式中，粘结剂为石蜡和聚丙烯的混合物。由于石蜡在注射过程中处于流动状态，在温度降低后，会变成固态，有稳定坯体形状的作用。而在后续为了减少坯体在烧结过程或排胶过程导致的孔洞多，需预先去除坯体中的石蜡，石蜡去除后，坯体中的聚丙烯能够在石蜡去除后使坯体仍然具有一定的塑性，不容易引起排胶或烧结开裂。

进一步地，在粘结剂中，石蜡与聚丙烯的质量比为9:1～6:4。石蜡过多容易导致坯体变形，石蜡过少不利于坯体成型。

在其中一个实施例中，注射温度为150℃～180℃，注射压力为75MPa～90MPa。即注射成型机的喷嘴温度为150℃～180℃。该温度能够保证含有石蜡的混合料具有合适的流动性，若注射温度过低不容易流动，注射温度过高在注射后容易变形；压力过小不容易成型，压力过大形成坯体容易开裂。

进一步地，将坯体烧结的步骤之前，还包括去除坯体中的石蜡的步骤。具体地，去除坯体中石蜡的步骤在排胶的步骤之前。通过在排胶之前提前去除蜡可以减轻排胶过程中有机物挥发留下的孔洞，若不进行除蜡步骤而直接将坯体进行排胶处理，会导致陶瓷体的孔洞过多而导致陶瓷的强度降低。在其中一个实施例中，去除坯体中的石蜡的步骤包括：将坯体置于煤油中浸泡以去除坯体中的石蜡。通过使用煤油能够去除石蜡，但是能够使坯体中的聚丙烯能够留在坯体中，使得留在坯体中的聚丙烯能够在石蜡去除后使坯体仍然具有一定的塑性，不容易引起排胶或烧结开裂。

可以理解，粘结剂不限于为上述物质，粘结剂还可以为本领域其它能够适用于注射成型的粘结剂。

进一步地，将坯体在300℃～600℃下排胶处理的步骤之前，还包括将去除石蜡的坯体在50℃～70℃下预热10小时～14小时的步骤，以加快反应。

由于本实施方式的氧化锆陶瓷的制备方法与第一实施方式的氧化锆陶瓷的制备方法相似，因此，本实施方式的氧化锆陶瓷的制备方法也具有第一实施方式的氧化锆陶瓷的制备方法相似的效果。

一实施方式的氧化锆陶瓷，能够由上述氧化锆陶瓷的制备方法制备得到。

其中，按照质量百分含量计，氧化锆陶瓷的化学组成包括：85％～90％的氧化锆、1％～4％的氧化铝、2％～3.8％的氧化钇、2.1％～4.1％的氧化锌、1.2％以下的氧化钛、1％以下的氧化铬、1％以下的氧化硅及1％以下的氧化镍。上述配方的氧化锆陶瓷不仅颜色为粉金色的陶瓷，且该配方得到的陶瓷发色稳定，还具有较好的力学性能。具体地，按照质量百分含量计，制备上述氧化锆陶瓷的原料包括：85％～90％的氧化锆、1％～4％的氧化铝、2％～3.8％的氧化钇、2.1％～4.1％的氧化锌、1.2％以下的氧化钛、1％以下的氧化铬、1％以下的氧化硅及1％以下的氧化镍。即上述化学组成的氧化锆陶瓷能够由上述配方的原料制备得到。

由于氧化锆中通常会含有杂质成分氧化铪，而铪和锆是同一主族元素，分离提纯难度大，为了使经济效益和成本之间达到平衡，通过控制制备氧化锆陶瓷的原料中的氧化铪的质量百分含量在2.2％以下，以控制氧化锆陶瓷的化学组成中的氧化铪的质量百分含量在2.2％以下。

具体地，氧化锆陶瓷的LAB值为：L值为83～87，a值为6～8，b值为6～8。即该氧化锆陶瓷的颜色为粉金色。

在其中一个实施例中，氧化锆陶瓷的化学组成由氧化锆、氧化铝、氧化钇、氧化锌、氧化钛、氧化铬、氧化硅、氧化镍及氧化铪组成。即按照质量百分含量计，氧化锆陶瓷的化学组成为：85％～90％的氧化锆、1％～4％的氧化铝、2％～3.8％的氧化钇、2.1％～4.1％的氧化锌、1.2％以下的氧化钛、1％以下的氧化铬、1％以下的氧化硅、1％以下的氧化镍以及0～2.2％的氧化铪。该配方能够很好地确保陶瓷的颜色为粉金色，且陶瓷发色更加稳定，以及更加稳定且较好的力学性能。

且上述配方的氧化锆陶瓷中的氧化锌能够在烧结过程中，颜色由白色变成浅黄，再变成柠檬黄，与配方中的上述比例的氧化镍(绿色)、氧化铬(绿色)、氧化硅(白色)以及氧化锆等共同形成粉金色，且发色稳定。

一实施方式的电子设备，该电子设备可以为手机、平板电脑等。该设备包括壳体、显示模组及电路板。该壳体由上述氧化锆陶瓷的制备方法制备得到的氧化锆陶瓷或上述配方制备得到的氧化锆陶瓷加工得到。该壳体的颜色为粉金色，且具有较好的力学性能。显示模组与壳体连接，并与壳体共同围设成容置腔。电路板设置在容置腔内。

由于该电子设备的壳体为上述壳体，使得该电子设备不仅具有粉金色的壳体，而且具有较长的使用寿命。

需要说明的是，上述壳体不限于为电子设备的壳体，还可以为其它领域的壳体，例如收纳盒的壳体、外观件等。

以下为具体实施例部分：

实施例1

本实施例的粉金色氧化锆陶瓷的制备过程如下：

(1)将原料、粘结剂、消泡剂、增塑剂及溶剂混合球磨，得到混合料。其中，按照质量百分含量计，原料由如下组分组成：88％的氧化锆、2％的氧化铝、2.5％的氧化钇、2.8％的氧化锌、1％的氧化钛、0.5％的氧化铬、0.5％的氧化硅、0.5％的氧化镍及2.2％的氧化铪。且原料的中位粒径为500纳米～1200纳米；粘结剂为聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)；溶剂为质量比为7:3的甲苯和乙二醇的混合物。消泡剂为二甲基硅氧烷；增塑剂为邻苯二甲基二丁酯(DBP)；在混合料中，消泡剂的质量百分含量为3％，增塑剂的质量百分含量为8％，粘结剂的质量百分含量为8％，溶剂的质量百分含量为8％。

(2)将混合料干压成型，得到坯体。其中，干压成型的压力为210MPa，温度为60℃，保压时间为200秒。

(3)将坯体在450℃下排胶处理54小时，然后在1400℃保温烧结54小时。

实施例2

本实施例的粉金色氧化锆陶瓷的制备过程如下：

(1)将原料、粘结剂、消泡剂、增塑剂及溶剂混合球磨，得到混合料。其中，按照质量百分含量计，原料由如下组分组成：85％的氧化锆、4％的氧化铝、3.8％的氧化钇、2.1％的氧化锌、1.2％的氧化钛、1％的氧化铬、1％的氧化硅、1％的氧化镍及0.9％的氧化铪。且原料的中位粒径为500纳米～1200纳米；粘结剂为质量比为1:1的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)和聚乙烯醇缩丁醛(PVB)；溶剂为无水乙醇；消泡剂为二甲基硅氧烷；增塑剂为质量比为1:1的邻苯二甲酸二辛酯(DOP)和邻苯二甲酸丁苄酯(BBP)；在混合料中，消泡剂的质量百分含量为2％，增塑剂的质量百分含量为5％，粘结剂的质量百分含量为7％，溶剂的质量百分含量为5％。

(2)将混合料干压成型，得到坯体。其中，干压成型的压力为180MPa，温度为80℃，保压时间为500秒。

(3)将坯体在300℃下排胶处理72小时，然后在1300℃保温烧结72小时。

实施例3

本实施例的粉金色氧化锆陶瓷的制备过程如下：

(1)将原料、粘结剂、消泡剂、增塑剂及溶剂混合球磨，得到混合料。其中，按照质量百分含量计，原料由如下组分组成：90％的氧化锆、1％的氧化铝、2％的氧化钇、4.1％的氧化锌、0.8％的氧化钛、0.5％的氧化铬、0.6％的氧化硅、0.3％的氧化镍及0.7％的氧化铪。且原料的中位粒径为500纳米～1200纳米；粘结剂为聚乙烯醇缩丁醛(PVB)；溶剂为质量比为4:3:3的无水乙醇、甲苯及乙二醇；消泡剂为二甲基硅氧烷；增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯(DOP)；在混合料中，消泡剂的质量百分含量为5％，增塑剂的质量百分含量为10％，粘结剂的质量百分含量为10％，溶剂的质量百分含量为10％。

(2)将混合料干压成型，得到坯体。其中，干压成型的压力为240MPa，温度为40℃，保压时间为5秒。

(3)将坯体在600℃下排胶处理36小时，然后在1500℃保温烧结36小时。

实施例4

本实施例的粉金色氧化锆陶瓷的制备过程如下：

(1)将原料、粘结剂、消泡剂、增塑剂及溶剂混合球磨，得到粘度为1000cps的混合料。其中，按照质量百分含量计，原料由如下组分组成：88％的氧化锆、2％的氧化铝、2.5％的氧化钇、2.8％的氧化锌、1％的氧化钛、0.5％的氧化铬、0.5％的氧化硅、0.5％的氧化镍及2.2％的氧化铪。且原料的中位粒径为500纳米～1200纳米；粘结剂为聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)；溶剂为质量比为7:3的甲苯和乙二醇的混合物。消泡剂为二甲基硅氧烷；增塑剂为邻苯二甲基二丁酯(DBP)；在混合料中，消泡剂的质量百分含量为3％，增塑剂的质量百分含量为8％，粘结剂的质量百分含量为8％，溶剂的质量百分含量为15％。

(2)将混合料流延成型，得到坯体。其中，流延成型的工艺参数包括：刮刀高度为1.8mm，流延带速为0.6m/min，流延干燥区域一区温度为75℃，流延干燥区域二区温度为90℃。

(3)将坯体在450℃下排胶处理48小时，然后在1450℃保温烧结60小时。

实施例5

本实施例的粉金色氧化锆陶瓷的制备过程如下：

(1)将原料、粘结剂、消泡剂、增塑剂及溶剂混合球磨，得到粘度为1500cps的混合料。其中，按照质量百分含量计，原料由如下组分组成：85％的氧化锆、4％的氧化铝、3.8％的氧化钇、2.1％的氧化锌、1.2％的氧化钛、1％的氧化铬、1％的氧化硅、1％的氧化镍及0.9％的氧化铪。且原料的中位粒径为500纳米～1200纳米；粘结剂为质量比为1:1的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)与聚乙烯醇缩丁醛(PVB)；溶剂为无水乙醇；消泡剂为二甲基硅氧烷；增塑剂为质量比为1:1的邻苯二甲基二丁酯(DBP)和邻苯二甲酸丁苄酯(BBP)；在混合料中，消泡剂的质量百分含量为2％，增塑剂的质量百分含量为5％，粘结剂的质量百分含量为7％，溶剂的质量百分含量为10％。

(2)将混合料流延成型，得到坯体。其中，流延成型的工艺参数包括：刮刀高度为2.3mm，流延带速为0.4m/min，流延干燥区域一区温度为70℃，流延干燥区域二区温度为80℃。

(3)将坯体在300℃下排胶处理72小时，然后在1300℃保温烧结72小时。

实施例6

本实施例的粉金色氧化锆陶瓷的制备过程如下：

(1)将原料、粘结剂、消泡剂、增塑剂及溶剂混合球磨，得到粘度为600cps的混合料。其中，按照质量百分含量计，原料由如下组分组成：90％的氧化锆、1％的氧化铝、2％的氧化钇、4.1％的氧化锌、0.8％的氧化钛、0.5％的氧化铬、0.6％的氧化硅、0.3％的氧化镍及0.7％的氧化铪。且原料的中位粒径为500纳米～1200纳米；粘结剂为聚乙烯醇缩丁醛(PVB)；溶剂为质量比为4:3:3的无水乙醇、甲苯及乙二醇；消泡剂为二甲基硅氧烷；增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯(DOP)；在混合料中，消泡剂的质量百分含量为5％，增塑剂的质量百分含量为10％，粘结剂的质量百分含量为10％，溶剂的质量百分含量为20％。

(2)将混合料流延成型，得到坯体。其中，流延成型的工艺参数包括：刮刀高度为2.3mm，流延带速为0.8m/min，流延干燥区域一区温度为80℃，流延干燥区域二区温度为100℃。

(3)将坯体在600℃下排胶处理36小时，然后在1500℃保温烧结36小时。

实施例7

本实施例的粉金色氧化锆陶瓷的制备过程如下：

(1)将原料、粘结剂、消泡剂、增塑剂及溶剂混合球磨，得到混合料。其中，按照质量百分含量计，原料由如下组分组成：88％的氧化锆、2％的氧化铝、2.5％的氧化钇、2.8％的氧化锌、1％的氧化钛、0.5％的氧化铬、0.5％的氧化硅、0.5％的氧化镍及2.2％的氧化铪。且原料的中位粒径为500纳米～1200纳米；粘结剂为石蜡与聚丙烯的质量比为8:3；溶剂为质量比为7:3的甲苯和乙二醇的混合物；消泡剂为二甲基硅氧烷；增塑剂为邻苯二甲基二丁酯(DBP)；在混合料中，消泡剂的质量百分含量为3％，增塑剂的质量百分含量为8％，粘结剂的质量百分含量为8％，溶剂的质量百分含量为12％。

(2)将混合料在造粒机中挤出造粒，以使造粒后的混合料的长度为4厘米，直径为5毫米；将造粒后的混合料使用注射成型机注射到模具中，得到坯体。其中，在注射成型的步骤中，注射成型机的喷嘴温度为160℃，注射压力80MPa。

(3)将坯体置于煤油中浸泡以去除坯体中的石蜡，将去除石蜡的坯体在60℃下预热12小时，然后在500℃下排胶处理65小时，再在1480℃保温烧结50小时，得到氧化锆陶瓷。

实施例8

本实施例的粉金色氧化锆陶瓷的制备过程如下：

(1)将原料、粘结剂、消泡剂、增塑剂及溶剂混合球磨，得到混合料。其中，按照质量百分含量计，原料由如下组分组成：85％的氧化锆、4％的氧化铝、3.8％的氧化钇、2.1％的氧化锌、1.2％的氧化钛、1％的氧化铬、1％的氧化硅、1％的氧化镍及0.9％的氧化铪。且原料的中位粒径为500纳米～1200纳米；粘结剂为石蜡与聚丙烯的质量比为9:1；溶剂为无水乙醇；消泡剂为二甲基硅氧烷；增塑剂为邻苯二甲酸丁苄酯(BBP)；在混合料中，消泡剂的质量百分含量为2％，增塑剂的质量百分含量为5％，粘结剂质量百分含量为7％，溶剂的质量百分含量为10％。

(2)将混合料在造粒机中挤出造粒，以使造粒后的混合料的长度为3厘米厘米，直径为1毫米；将造粒后的混合料使用注射成型机注射到模具中，得到坯体。其中，在注射成型的步骤中，注射成型机的喷嘴温度为180℃，注射压力90MPa。

(3)将坯体置于煤油中浸泡以去除坯体中的石蜡，将去除石蜡的坯体在70℃下预热10小时，然后在300℃下排胶处理72小时，再在1300℃保温烧结72小时，得到氧化锆陶瓷。

实施例9

本实施例的粉金色氧化锆陶瓷的制备过程如下：

(1)将原料、粘结剂、消泡剂、增塑剂及溶剂混合球磨，得到混合料。其中，按照质量百分含量计，原料由如下组分组成：90％的氧化锆、1％的氧化铝、2％的氧化钇、4.1％的氧化锌、0.8％的氧化钛、0.5％的氧化铬、0.6％的氧化硅、0.3％的氧化镍及0.7％的氧化铪。且原料的中位粒径为500纳米～1200纳米；粘结剂为石蜡与聚丙烯的质量比为6:4；溶剂为质量比为4:3:3的无水乙醇、甲苯及乙二醇；消泡剂为二甲基硅氧烷；增塑剂为质量比为1:1的邻苯二甲基二丁酯(DBP)和邻苯二甲酸二辛酯(DOP)；在混合料中，消泡剂的质量百分含量为5％，增塑剂的质量百分含量为10％，粘结剂的质量百分含量为10％，溶剂的质量百分含量为15％。

(2)将混合料在造粒机中挤出造粒，以使造粒后的混合料的长度为5厘米，直径为10毫米；将造粒后的混合料使用注射成型机注射到模具中，得到坯体。其中，在注射成型的步骤中，注射成型机的喷嘴温度为150℃，注射压力75MPa。

(3)将坯体置于煤油中浸泡以去除坯体中的石蜡，将去除石蜡的坯体在50℃下预热14小时，然后在600℃下排胶处理36小时，再在1500℃保温烧结36小时，得到氧化锆陶瓷。

对比例1

对比例1的氧化锆陶瓷的制备过程与实施例2的氧化锆陶瓷的制备过程大致相同，区别在于，原料组成不同，按照质量百分含量计，对比例1的原料由如下组分组成：85.3％的氧化锆、4.0％的氧化铝、3.8％的氧化钇、1.8％的氧化锌、1.2％的氧化钛、1％的氧化铬、1％的氧化硅、1％的氧化镍及0.9％的氧化铪。

对比例2

对比例2的氧化锆陶瓷的制备过程与实施例3的氧化锆陶瓷的制备过程大致相同，区别在于，原料组成不同，按照质量百分含量计，对比例2的原料由如下组分组成：89.6％的氧化锆、1％的氧化铝、2％的氧化钇、4.5％的氧化锌、0.8％的氧化钛、0.5％的氧化铬、0.6％的氧化硅、0.3％的氧化镍及0.7％的氧化铪。

对比例3

对比例3的氧化锆陶瓷的制备过程与实施例1的氧化锆陶瓷的制备过程大致相同，区别在于，原料组成不同，按照质量百分含量计，对比例3的原料由如下组分组成：88％的氧化锆、2％的氧化铝、2.5％的氧化钇、2.8％的氧化锌、1％的氧化钛、1％的氧化铬、0.5％的氧化硅及2.2％的氧化铪。

对比例4

对比例4的氧化锆陶瓷的制备过程与实施例1的氧化锆陶瓷的制备过程大致相同，区别在于，原料组成不同，按照质量百分含量计，对比例4的原料由如下组分组成：88％的氧化锆、2％的氧化铝、2.5％的氧化钇、2.8％的氧化锌、1％的氧化钛、1％的氧化镍、0.5％的氧化硅及2.2％的氧化铪。

测试：

(1)采用三恩驰的型号为NS800的色差仪检测实施例1～实施例9以及对比例1～4的氧化锆陶瓷的L值、a值及b值。其中，a>0，表示红色，a<0，表示绿色；b>0，表示黄色，b<0表示蓝色，a、b绝对值越大，颜色越浓；L≥0，0表示为绝对黑色，L值越大越白越亮。

(2)实施例1～实施例9以及对比例1～4的氧化锆陶瓷的密度测试：采用大族激光的型号为DSI9486的皮秒激光切割器将氧化锆陶瓷切割成长宽厚均为10mm的样品，然后采用上海新苗的型号为DHG-9033BS-III的分析天平测试样品的质量，根据密度＝质量/体积，计算密度。

(3)采用东莞威邦仪器设备有限公司的型号为WBE-9909B的万能材料试验机根据GB/T 6569-2006测试实施例1～实施例9以及对比例1～4的氧化锆陶瓷的四点弯曲强度，具体方法如下：将实施例1～实施例9以及对比例1～4的氧化锆陶瓷均加工成厚度为0.45毫米的样品，然后分别将样品放在有40mm的两个受力点(四点弯曲夹具的下半部分)上，在受力点的上方有两个点，跨距为20mm(四点弯曲夹具上半部分)向样品施加压力，上下一共有四个点分别是施力点和受力点，直至测试样品失效为止。

(4)将实施例1～实施例9以及对比例1～4的氧化锆陶瓷均加工成厚度为0.45毫米的样品，然后采用烟台华银试验仪器有限公司型号为HV-5的维氏硬度计根据GB/T 4340.1-2009分别测试实施例1～实施例9以及对比例1～4的氧化锆陶瓷的维氏硬度，具体测试方法如下：用一个相对面间夹角为136度的金刚石正棱锥体压头，在规定载荷F＝1000g，作用下压入被测试样表面，保持定时间后卸除载荷，测量压痕对角线长度d，进而计算出压痕表面积，最后求出压痕表面积上的平均压力，即为样品的维氏硬度值。

(5)将实施例1～实施例9以及对比例1～4的氧化锆陶瓷均加工成厚度为0.45毫米的样品，然后采用永雄的型号为AS-DB-200的落球冲击试验机分别测试实施例1～实施例9以及对比例1～4的氧化锆陶瓷的落球强度(落球高度)，具体方法为：用32g的不锈钢球砸样品，陶瓷中间腾空，四周用仿形治具支撑，同一个点连续砸5次，如果不碎裂，提高5cm重复上述步骤，直至碎裂为止。

其中，表1为实施例1～9以及对比例1～4的氧化锆陶瓷的L值、a值、b值、密度、四点弯曲强度、维氏硬度值以及落球强度。

表1

其中，粉金色的L、a及b值分别为：L值为83～87，a值为6～8，b值为6～8。而从表1中可以看出，实施例1～9的氧化锆陶瓷的L值、a值及b值均在范围内，即实施例1～9的氧化锆陶瓷均为粉金色，同时，实施例1～9的氧化锆陶瓷还具有较大密度、较高的四点弯曲强度、较大的维氏硬度以及较大的落球强度。且实施例1～3的氧化锆陶瓷的密度大于实施例4～9的氧化锆陶瓷的密度，且实施例4～6的氧化锆陶瓷的密度小于实施例7～9的氧化锆陶瓷的密度，这说明干压成型得到的氧化锆陶瓷的密度大于注射成型得到的氧化锆陶瓷的密度，且注射成型的氧化锆陶瓷的密度大于流延成型的氧化锆陶瓷的密度。虽然，对比例1～4的氧化锆陶瓷也具有较大密度、较高的四点弯曲强度、较大的维氏硬度以及较大的落球强度，但是对比例1的a值及b值均偏低，对比例2的a值及b值均偏低，对比例3和对比例4的a值均偏高，与粉金色有偏差。

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 (19)

1.一种氧化锆陶瓷的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

将混合料成型，得到坯体，其中，所述混合料包括原料，按照质量百分含量计，所述原料包括：85％～90％的氧化锆、1％～4％的氧化铝、2％～3.8％的氧化钇、2.1％～4.1％的氧化锌、1.2％以下且大于0的氧化钛、1％以下且大于0的氧化铬、1％以下且大于0的氧化硅及1％以下且大于0的氧化镍；

将所述坯体烧结，得到氧化锆陶瓷，所述氧化锆陶瓷的LAB值为：L值为83～87，a值为6～8，b值为6～8。

2.根据权利要求1所述的氧化锆陶瓷的制备方法，其特征在于，所述将混合料成型的方法为干压成型、流延成型或注射成型。

3.根据权利要求2所述的氧化锆陶瓷的制备方法，其特征在于，所述将混合料成型的方法为所述干压成型时，所述干压成型的压力为180MPa～240MPa，温度为40℃～80℃；

所述将混合料成型的方法为所述流延成型时，所述混合料的粘度为400cps～2000cps；

所述将混合料成型的方法为所述注射成型时，注射温度为150℃～180℃，注射压力为75MPa～90MPa。

4.根据权利要求1所述的氧化锆陶瓷的制备方法，其特征在于，所述将混合料成型的步骤之前，还包括将所述原料混合得到所述混合料的步骤，所述将所述原料混合得到所述混合料的步骤包括：将所述原料、粘结剂、助剂及溶剂混合球磨，得到所述混合料。

5.根据权利要求4所述的氧化锆陶瓷的制备方法，其特征在于，所述将混合料成型的方法为干压成型或流延成型；所述粘结剂选自聚甲基丙烯酸甲酯及聚乙烯醇缩丁醛中的至少一种。

6.根据权利要求4所述的氧化锆陶瓷的制备方法，其特征在于，所述将混合料成型的方法为注射成型；所述粘结剂为石蜡和聚丙烯的混合物。

7.根据权利要求6所述的氧化锆陶瓷的制备方法，其特征在于，所述粘结剂中，所述石蜡与所述聚丙烯的质量比为9:1～6:4。

8.根据权利要求6所述的氧化锆陶瓷的制备方法，其特征在于，所述将所述坯体烧结的步骤之前，还包括去除所述坯体中的所述石蜡的步骤。

9.根据权利要求8所述的氧化锆陶瓷的制备方法，其特征在于，所述去除所述坯体中的所述石蜡的步骤包括：将所述坯体置于煤油中浸泡以萃取所述坯体中的所述石蜡。

10.根据权利要求4～9任一项所述的氧化锆陶瓷的制备方法，所述溶剂选自无水乙醇、甲苯及乙二醇中的至少一种；

及/或，所述助剂包括消泡剂和增塑剂，所述消泡剂为二甲基硅氧烷，所述增塑剂选自邻苯二甲基二丁酯、邻苯二甲酸丁苄酯及邻苯二甲酸二辛酯中的至少一种。

11.根据权利要求1～9任一项所述的氧化锆陶瓷的制备方法，其特征在于，所述将所述坯体烧结的步骤中，烧结温度1300℃～1500℃。

12.根据权利要求1～9任一项所述的氧化锆陶瓷的制备方法，其特征在于，所述将所述坯体烧结的步骤之前，还包括将所述坯体在300℃～600℃下排胶处理的步骤。

13.根据权利要求1～9任一项所述的氧化锆陶瓷的制备方法，其特征在于，所述原料的粒径为500纳米～1200纳米。

14.根据权利要求1～9任一项所述的氧化锆陶瓷的制备方法，其特征在于，所述原料还包括质量百分含量在2.2％以下的氧化铪。

15.一种氧化锆陶瓷，其特征在于，由权利要求1～14任一项所述的氧化锆陶瓷的制备方法制备得到。

16.一种氧化锆陶瓷，其特征在于，按照质量百分含量计，所述氧化锆陶瓷的化学组成包括：85％～90％的氧化锆、1％～4％的氧化铝、2％～3.8％的氧化钇、2.1％～4.1％的氧化锌、1.2％以下且大于0的氧化钛、1％以下且大于0的氧化铬、1％以下且大于0的氧化硅及1％以下且大于0的氧化镍，所述氧化锆陶瓷的LAB值为：L值为83～87，a值为6～8，b值为6～8。

17.根据权利要求16所述的氧化锆陶瓷，其特征在于，所述氧化锆陶瓷的化学组成还包括质量百分含量在2.2％以下的氧化铪。

18.一种壳体，其特征在于，所述壳体由权利要求15所述的氧化锆陶瓷的制备方法制备得到的氧化锆陶瓷或权利要求16或17所述的氧化锆陶瓷加工得到。

19.一种电子设备，其特征在于，包括：

权利要求18所述的壳体；

显示模组，与所述壳体连接，并与所述壳体共同围设成容置腔；及

电路板，设置在所述容置腔内。

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