CN113480233A - 陶瓷件及其制备方法和电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种陶瓷件，所述陶瓷件包括层叠设置的聚合物陶瓷层、打底层和镀膜层，所述打底层的材质包括硅和金属中的至少一种。该陶瓷件采用聚合物陶瓷层，使得陶瓷件既具有陶瓷质感，同时又减轻了陶瓷件的质量，并且还具有镀膜层，进一步改善了陶瓷件的视觉效果，同时在聚合物陶瓷层和镀膜层之间设置打底层，提高了聚合物陶瓷层和镀膜层之间的结合力，保证了陶瓷件整体结构的长期稳定性和使用寿命，有利于其在电子设备中的应用。本申请还提供了陶瓷件的制备方法和电子设备。

Description

陶瓷件及其制备方法和电子设备

技术领域

本申请属于电子产品技术领域，具体涉及陶瓷件及其制备方法和电子设备。

背景技术

随着消费水平的提高，消费者对电子产品不仅追求功能的多样化，而且对其外观、质感的要求也越来越高。近年来，陶瓷件以其温润质感成为电子设备的重要组成部分。然而，目前陶瓷件的外观单一且质量较重，限制了其广泛使用。

发明内容

鉴于此，本申请提供了一种陶瓷件及其制备方法和电子设备。

第一方面，本申请提供了一种陶瓷件，所述陶瓷件包括层叠设置的聚合物陶瓷层、打底层和镀膜层，所述打底层的材质包括硅和金属中的至少一种。

第二方面，本申请提供了一种陶瓷件的制备方法，包括：在聚合物陶瓷层的表面形成打底层，所述打底层的材质包括硅和金属中的至少一种；在所述打底层远离所述聚合物陶瓷层的表面形成镀膜层，制得陶瓷件。

第三方面，本申请提供了一种电子设备，包括第一方面所述的陶瓷件，或者通过第二方面所述的制备方法制得的陶瓷件。

本申请提供了一种陶瓷件，该陶瓷件采用聚合物陶瓷层，使得陶瓷件既具有陶瓷质感，同时又减轻了陶瓷件的质量，并且还具有镀膜层，进一步改善了陶瓷件的视觉效果，同时在聚合物陶瓷层和镀膜层之间设置打底层，提高了聚合物陶瓷层和镀膜层之间的结合力，保证了陶瓷件整体结构的长期稳定性和使用寿命，有利于其在电子设备中的应用。该陶瓷件的制备方法简单，易于操作，可实现工业化生产。具有该陶瓷件的电子设备的性能和外观效果均得到提升，产品竞争力强。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施方式中的技术方案，下面将对本申请实施方式中所需要使用的附图进行说明。

图1为本申请一实施方式提供的陶瓷件的结构示意图。

图2为本申请一实施方式提供的陶瓷件的制备方法流程图。

图3本申请一实施方式提供的聚合物陶瓷层的制备方法流程图。

图4为本申请另一实施方式提供的陶瓷件的制备方法流程图。

图5为本申请一实施方式提供的电子设备的结构示意图。

图6为本申请一实施方式提供的电子设备的结构组成示意图。

具体实施方式

以下是本申请的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本申请的保护范围。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本申请的不同结构。为了简化本申请的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本申请。此外，本申请可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本申请提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

请参阅图1，为本申请一实施方式提供的陶瓷件的结构示意图，陶瓷件100包括层叠设置的聚合物陶瓷层10、打底层20和镀膜层30，打底层20的材质包括硅和金属中的至少一种。

本申请提供的陶瓷件100中采用了聚合物陶瓷层10，使得陶瓷件100既具有陶瓷质感，同时又减轻了陶瓷件100的质量，并且还具有镀膜层30，进一步改善了陶瓷件100的视觉效果，同时在聚合物陶瓷层10和镀膜层30之间设置打底层20，提高了聚合物陶瓷层10和镀膜层30之间的结合力，保证了陶瓷件100整体结构的长期稳定性以及使用寿命，有利于其在电子设备200中的应用。相关技术中，玻璃、金属、塑胶、陶瓷等多种材料均可以在电子设备200中使用，然而玻璃的介电损耗高，在毫米波上使用有一定局限性，并且其抗跌落性能有待提高；金属由于信号屏蔽问题，需要采用塑胶进行断开，无法实现一体的美感；塑胶的质感有待提升；陶瓷介电常数过高、制备成本高和质量重，无法大批量使用。本申请发明人通过将聚合物材料和陶瓷材料混合，形成密度小、制备成本低且具有陶瓷质感的聚合物陶瓷层10，其介电性能可以满足毫米波的要求。进一步的，为了改善聚合物陶瓷层10的外观效果，在其表面设置镀膜层30，可以实现不同光泽、色彩的变化，同时还保证了优异的抗划伤能力。本申请发明人发现，直接在聚合物陶瓷层10上设置镀膜层30时，两者的结合力弱，因此，通过在聚合物陶瓷层10和镀膜层30之间设置打底层20，打底层20与聚合物陶瓷层10以及镀膜层30的结合力好，进而提升了整体结构的稳定性和可靠性，提升其使用寿命。

在本申请中，通过设置聚合物陶瓷层10，使陶瓷件100具有陶瓷质感，同时整体质量轻，容易加工成型。在本申请实施方式中，聚合物陶瓷层10包括陶瓷颗粒和聚合物。陶瓷颗粒使得聚合物陶瓷层10呈现陶瓷质感，力学性能好，聚合物的加入降低了整体的质量，同时也降低其加工难度。在本申请中，聚合物陶瓷层10中聚合物交联呈三维网状结构，陶瓷颗粒分散在三维网状结构中，有利于提高聚合物陶瓷层10的硬度和韧性。

在本申请实施方式中，陶瓷颗粒包括ZrO₂、Al₂O₃、TiO₂、ZnO、CaCO₃、Si₃N₄、Si和SiO₂中的至少一种。上述陶瓷颗粒耐高温、硬度高、强度佳，有利于陶瓷件100力学性能的提升。在本申请实施方式中，陶瓷颗粒的折射率大于2。通过设置具有高折射率的陶瓷颗粒，从而提高陶瓷件100的光泽度和陶瓷质感。

在本申请实施方式中，陶瓷颗粒的粒径D50为0.5μm-2μm。上述粒径的陶瓷颗粒可以提高陶瓷件100的细腻质感和机械性能。进一步的，陶瓷颗粒的粒径D50为0.7μm-1.6μm。更进一步的，陶瓷颗粒的粒径D50为0.8μm-1.5μm。具体的，陶瓷颗粒的粒径可以但不限于为0.5μm、0.6μm、0.9μm、1μm、1.2μm、1.3μm、1.4μm、1.6μm或1.8μm。在本申请中，陶瓷颗粒的形状可以但不限于为球体、类球体、正方体、不规则立方体等。

在本申请实施方式中，聚合物包括热塑性树脂，热塑性树脂包括聚苯硫醚(PPS)、聚亚苯基砜(PPSU)、聚碳酸酯(PC)、聚酰胺(PA)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)中的至少一种。上述聚合物的理化性能可以匹配聚合物陶瓷层10的制备工艺，不会在制备过程中发生分解，同时可以降低聚合物陶瓷层10的制备难度和生产成本。可以理解的，陶瓷颗粒以及聚合物的材质还可以选择适用于制备聚合物陶瓷层10的、上述未列举的其他材料。

在本申请实施方式中，聚合物陶瓷层10中陶瓷颗粒的质量百分比为30％-80％。聚合物陶瓷层10中陶瓷颗粒的含量较多可以提高结构强度，同时提升陶瓷质感。在一实施例中，聚合物陶瓷层10中陶瓷颗粒的质量百分比为45％-70％。在另一实施例中，聚合物陶瓷层10中陶瓷颗粒的质量百分比为50％-65％。具体的，聚合物陶瓷层10中陶瓷颗粒的质量百分比可以但不限于为40％、55％、60％、68％、72％、75％或80％等。在本申请实施方式中，聚合物陶瓷层10中聚合物的质量百分比为20％-70％。采用上述含量的聚合物，既能够使得聚合物陶瓷层10具有较好的强度和韧性，提升陶瓷件100的机械性能，同时还减轻了陶瓷件100的重量感。在一实施例中，聚合物陶瓷层10中聚合物的质量百分比为25％-65％。在另一实施例中，聚合物陶瓷层10中聚合物的质量百分比为35％-45％。具体的，聚合物陶瓷层10中聚合物的质量百分比可以但不限于为28％、30％、37％、40％、50％、55％或62％等。

在本申请一实施方式中，沿聚合物陶瓷层10至打底层20的方向上，聚合物陶瓷层10中陶瓷颗粒的质量含量逐渐降低，从而使得聚合物陶瓷层10与打底层20的接触面的陶瓷含量较低，聚合物含量高，更容易使打底层20与聚合物之间产生键合，提高聚合物陶瓷层10与打底层20之间的结合力。

在本申请实施方式中，聚合物陶瓷层10中还可以具有着色剂，从而使得陶瓷件100具有不同的颜色外观，改善视觉效果。具体的，着色剂的颜色可以但不限于为红色、黄色、绿色、蓝色、紫色、白色、黑色等。在一实施方式中，着色剂包括氧化铁、氧化钴、氧化铈、氧化镍、氧化铋、氧化锌、氧化锰、氧化铬、氧化铜、氧化钒和氧化锡中的至少一种。在另一实施方式中，聚合物陶瓷层10中着色剂的质量百分比小于或等于10％，从而既能够改善聚合物陶瓷层10的颜色，同时又不会影响聚合物陶瓷层10中陶瓷颗粒的含量。进一步的，聚合物陶瓷层10中着色剂的质量百分比为0.5％-10％。具体的，聚合物陶瓷层10中着色剂的质量百分比可以但不限于为1％、2％、3.5％、6％、7％、8.5％或9％等。

在本申请中，聚合物陶瓷层10的厚度可以根据陶瓷件100的应用需要进行选择。在一实施方式中，聚合物陶瓷层10的厚度为0.5mm-2mm。进一步的，聚合物陶瓷层10的厚度为0.6mm-1.5mm。更进一步的，聚合物陶瓷层10的厚度为0.7mm-1mm。具体的，聚合物陶瓷层10的厚度可以但不限于为0.5mm、0.8mm、0.9mm、1.1mm、1.2mm或1.3mm等。

在本申请中，打底层20提高了聚合物陶瓷层10和镀膜层30之间的结合力，从而提高了陶瓷件100整体结构的稳定性。相关技术中，在聚合物陶瓷层10上直接成型镀膜层30后，镀膜层30与聚合物陶瓷层10之间的应力大、结合力差，镀膜层30甚至会直接脱落；本申请发明人研究发现在聚合物陶瓷层10和镀膜层30之间设置打底层20，可以缓解聚合物陶瓷层10和镀膜层30之间的应力，同时打底层20与聚合物陶瓷层10、镀膜层30之间的结合力强，进而提高了整体结构的可靠性。

在本申请中，打底层20的材质包括硅和金属中的至少一种。在本申请实施方式中，金属包括钛、铝、铬和锆中的至少一种。上述金属在制备过程中更容易与聚合物陶瓷层10、镀膜层30之间产生强的结合力，进一步提升结构的稳定性。在本申请一实施例中，打底层20通过物理气相沉积的方式形成。在物理气相沉积的过程中，硅粒径小，可以与聚合物陶瓷层10、镀膜层30之间产生较强的结合力，金属原子或金属离子能够更好地附着在聚合物陶瓷层10中，从而提高结合力。在本申请实施方式中，打底层20包括硅层和金属层中的至少一层。进一步的，金属层包括钛层、铝层、铬层和锆层中的至少一层。

在本申请实施方式中，打底层20的厚度为3nm-30nm。打底层20过薄，提升结合力的效果有限，打底层20过厚，会使得内部应力增加，上述厚度的打底层20可以兼顾结合力和内部应力，使得陶瓷件100的内部结合力和整体可靠性进一步提高。进一步的，打底层20的厚度为5nm-25nm。更进一步的，打底层20的厚度为8nm-20nm。具体的，打底层20的厚度可以但不限于为6nm、9nm、12nm、15nm、18nm、20nm、22nm、25nm或27nm等。

在本申请中，只具有聚合物陶瓷层10的陶瓷件100的表面铅笔硬度低、维氏硬度不高，表面反射率低，镀膜层30的设置不仅可以改善陶瓷件100的外观色彩及光泽，同时还可以提高陶瓷件100的硬度，提升抗划伤能力。在本申请中，镀膜层30可以具有颜色，也可以为透明无色；镀膜层30可以为透光层，也可以为不透光层，具体可以根据陶瓷件100的应用需要进行选择。在本申请实施方式中，打底层20和镀膜层30设置在聚合物陶瓷层10的外表面。

在本申请一实施方式中，镀膜层30由至少两种具有不同折射率的光学薄膜交替层叠形成，使得陶瓷件100呈现一定的光泽变化，如在不同角度下呈现出不同颜色光泽的视觉效果。通过改变光学薄膜的材质、厚度和层数等能够改变镀膜层30的反射率、折射率和透光率，实现不同的视觉效果，满足不同场景下的需求。在本申请实施方式中，镀膜层30的光学透过率为5％-70％。其中，光学透过率为在380nm-780nm波段下光线的透过率。进一步的，镀膜层30的光学透过率为30％-70％。具体的，镀膜层30的光学透过率可以但不限于为40％、45％、50％、55％、60％或70％等。进一步的，镀膜层30由至少两种具有不同折射率的光学薄膜周期性交替层叠形成。在本申请一实施例中，镀膜层30包括至少一层低折射率光学薄膜以及至少一层高折射率光学薄膜。进一步的，镀膜层30由低折射率光学薄膜和高折射率光学薄膜周期性交替层叠形成。在镀膜层30中多个低折射率光学薄膜的材质、厚度可以相同，也可以不同，多个高折射率光学薄膜的材质、厚度可以相同，也可以不同。可以理解的，一个低折射率光学薄膜和一个高折射率光学薄膜的组合为一个周期，周期数可以但不限于为2-10。具体的，周期数可以但不限于为2、3、4、5、6、7、8、9或10，根据实际需要进行选择。在本申请一实施例中，低折射率光学薄膜的厚度为10nm-200nm，高折射率光学薄膜的厚度为10nm-200nm。具体的，低折射率光学薄膜和高折射率光学薄膜的厚度可以但不限于选自20nm、50nm、70nm、90nm、100nm、120nm、150nm、1800nm或200nm等，低折射率光学薄膜和高折射率光学薄膜的厚度可以相同，也可以不同。上述厚度的低折射率光学薄膜和高折射率光学薄膜可以保证镀膜层30的外观效果的呈现，并且使得镀膜层30内部结构稳定，不易开裂和脱落。在本申请一实施例中，低折射率光学薄膜的折射率为1.1-1.7，高折射率光学薄膜的折射率为2-3，从而有利于改善镀膜层30的颜色和光泽，提升外观效果。在本申请一实施例中，低折射率光学薄膜的材质包括一氧化硅、二氧化硅和氟化镁中的至少一种，高折射率光学薄膜的材质包括二氧化钛、五氧化二钽、五氧化二铌、硫化锌和二氧化锆中的至少一种。

在本申请另一实施方式中，镀膜层30包括氧化物层和金属碳化物层，氧化物层包括二氧化硅层和金属氧化物层中的至少一种。通过设置氧化物和金属碳化物层，从而降低镀膜层30的光学透过率。金属氧化物层和金属碳化物层中金属元素可以相同，也可以不同，其中金属元素可以但不限于为钛、铝、铬和锆中的至少一种。进一步的，镀膜层30的光学透过率为10％以下。也就是说，此时镀膜层30外观呈现黑色。具体的，镀膜层30的光学透过率可以但不限于为3％以下、5％以下或7％以下等。在一实施例中，氧化物层的厚度为10nm-200nm。在一实施例中，镀膜层30包括金属氧化物层和金属碳化物层，其中金属氧化物层设置在打底层20和金属碳化物层之间。进一步的，打底层20为金属层，金属层和金属氧化物层中的金属元素相同，从而有利于提高镀膜层30的附着力。

在本申请中，可以但不限于通过沉积法，例如真空蒸镀、磁控溅射、离子镀等成型镀膜层30；镀膜层30的厚度可以根据需要进行选择。在本申请实施方式中，镀膜层30的厚度为100nm-2000nm。上述厚度的镀膜层30可以实现多种视觉效果的设置，同时又可以避免过厚影响结构的稳定性。在一实施例中，镀膜层30的厚度为150nm-800nm。在另一实施例中，镀膜层30的厚度为1000nm-2000nm。具体的，镀膜层30的厚度可以但不限于为200nm、400nm、500nm、800nm、1200nm、1600nm等。

在本申请中，根据ASTM D3359标准，陶瓷件100中镀膜层30的附着力为5B。在本申请中，采用划格法(ASTM D3359 Method B Cross-cut tape test)对镀膜层30进行划格，检测其在陶瓷件100中的附着力，检测结果有六个等级，分别为5B(切口的边缘完全光滑、无一脱落)、4B(在切口的交叉处有少许脱落，但交叉切割面积受影响不能大于5％)、3B(在切口交叉处和/沿切口边缘有脱落，受影响的交叉切割面积大于5％，但不大于15％)、2B(沿切割边缘有部分或全部以大碎片剥落，和/或在格子不同部分上部分或全部剥落，受影响的交叉切割面积大于15％，但不大于35％)、1B(沿切割边缘大碎片剥落，和/或一些格子部分或全部剥落，受影响的交叉切割面积大于35％，但不大于65％)、0B(剥落程度超过1B)。在本申请中，通过设置打底层20，使得镀膜层30与聚合物陶瓷层10之间具有优异的结合强度，提升了陶瓷件100的结构稳定性和可靠性。在一实施例中，打底层20的厚度为3nm-30nm，在上述检测中镀膜层30的结合力为5B。进一步的，在经过高温高湿处理、紫外老化实验、或紫外老化实验和水煮处理后，镀膜层30的结合力仍然为5B。

本申请通过采用GB/T 6739-1996标准对陶瓷件100的表面硬度进行检测。也就是说，对陶瓷件100中镀膜层30的表面硬度进行检测。在本申请实施方式中，镀膜层30表面的铅笔硬度大于或等于3H，即陶瓷件100表面的铅笔硬度大于或等于3H；镀膜层30的设置提高了陶瓷件100的抗划伤能力。在一实施例中，陶瓷件100表面的铅笔硬度为3H-9H。在另一实施例中，陶瓷件100表面的铅笔硬度为3H-5H。

在本申请实施方式中，陶瓷件100的20°角光泽度大于或等于150，60°角光泽度大于150，80°角光泽度大于或等于100。在本申请中，陶瓷件100的光泽度是对镀膜层30表面的光泽度进行检测。本申请提供的陶瓷件100的光泽度强，提高了陶瓷件100的视觉效果。进一步的，陶瓷件100的20°角光泽度大于或等于180，60°角光泽度大于或等于165，85°角光泽度大于或等于105。在一实施例中，陶瓷件100的20°角光泽度为150-300，60°角光泽度为150-300，85°角光泽度为100-200。

在本申请实施方式中，陶瓷件100在550nm波长下的反射率大于或等于10％。可以理解的，反射率是指陶瓷件100中镀膜层30表面的反射率。进一步的，陶瓷件100在550nm波长下的反射率为10％-50％。更进一步的，陶瓷件100在550nm波长下的反射率为12％-30％。

在本申请实施方式中，陶瓷件100的表面粗糙度小于0.1μm。通过提供表面粗糙度小的陶瓷件100，进而有利于增强外观效果，更有利于陶瓷件100的使用。进一步的，陶瓷件100的表面粗糙度为0.02μm-0.08μm。

在本申请实施方式中，陶瓷件100还包括保护层，保护层包括抗指纹层和硬化层中的至少一种，保护层设置在镀膜层30远离打底层20的一侧表面。通过设置保护层，对陶瓷件100起到保护作用，提升陶瓷件100的使用寿命。

以下通过具体实施例及对比例对本申请实施提供的陶瓷件的性能做进一步的说明。

实施例1

一种陶瓷件，包括层叠设置的聚合物陶瓷层、打底层和镀膜层，其中打底层为铬层，聚合物陶瓷层包括70％的陶瓷颗粒和30％的聚合物，镀膜层包括依次设置在铬层表面的氧化铬层和碳化铬层。

对比例1

一种陶瓷件，该陶瓷件仅具有聚合物陶瓷层，聚合物陶瓷层包括70％的陶瓷颗粒和30％的聚合物。

对比例2

一种陶瓷件，其与实施例1大致相同，不同之处在于不具有打底层。

根据GB/T 6739-1996标准对上述实施例和对比例提供的陶瓷件表面的铅笔硬度进行检测；在550nm波长下对陶瓷件表面的反射率进行检测；对陶瓷件表面的摩擦系数进行检测；采用GB/T 8807-1988对陶瓷件表面的光泽度进行检测，光泽度仪角度为20°、60°和85°；采用根据ASTM D3359对镀膜层的附着力进行检测，结果如表1所示。

表1性能检测结果

	实施例1	对比例1	对比例2
				铅笔硬度	4H	1.5H	4H
反射率	15％	7％	15％
				摩擦系数	小于0.04	0.06	小于0.04
光泽度(20°)	160	140	160
				光泽度(60°)	150	120	150
光泽度(85°)	110	100	110
				附着力	5B	-	小于3B

与对比例1相比，本申请实施例1提供的陶瓷件中具有打底层和镀膜层，陶瓷件的铅笔硬度、反射率和光泽度均有所提高，从而提升了陶瓷件的抗划伤能力以及外观质感。与对比例2相比，本申请实施例1提供的陶瓷件中镀膜层的附着力优异，提升了整体结构的稳定性和可靠性，更有利于其长期使用。

请参阅图2，为本申请一实施方式提供的陶瓷件的制备方法流程图，该制备方法用于制备上述任一实施方式中的陶瓷件100，包括：

S101：在聚合物陶瓷层的表面形成打底层，打底层的材质包括硅和金属中的至少一种；

S102：在打底层远离聚合物陶瓷层的表面形成镀膜层，制得陶瓷件。

本申请提供的陶瓷件100的制备方法操作简单，易于大规模生产，可以制得具有优异性能的陶瓷件100，有利于其应用。

在本申请实施方式中，在聚合物陶瓷层10的表面形成打底层20包括采用物理气相沉积的方法形成打底层20。物理气相沉积的方法环保，工艺一致性好，可以制得具有优异性能的打底层20。在本申请一实施例中，将预处理后的聚合物陶瓷层10置于镀膜室中，采用物理气相沉积的方法形成打底层20，其中镀膜室中通入惰性气体，设置真空度为0.1Pa-10Pa，靶电压为200V-800V，靶电流为5A-100A，脉冲偏压为10V-500V，占空比为10％-70％。采用上述工艺制备打底层20时，使得打底层20的材质可以更好地沉积并附着在聚合物陶瓷层10的表面，提升打底层20与聚合物陶瓷层10之间的物理或化学键合，有利于提高陶瓷件100整体结构的稳定性。可以理解的，靶材根据所需的打底层20的材质进行选择。

在本申请实施方式中，在打底层20表面形成镀膜层30包括采用物理气相沉积的方法形成镀膜层30。物理气相沉积的方法环保，工艺一致性好，可以制得具有优异性能的镀膜层30。在本申请一实施例中，将具有打底层20的聚合物陶瓷层10置于镀膜室中，采用物理气相沉积的方法形成镀膜层30，其中镀膜室中通入惰性气体，设置真空度为0.1Pa-10Pa，靶电压为200V-800V，靶电流为5A-100A，脉冲偏压为10V-500V，占空比为10％-70％。采用上述工艺制备镀膜层30时，使得镀膜层30的材质可以更好地沉积并附着在打底层20的表面，提升打底层20与镀膜层30之间的物理或化学键合，有利于提高陶瓷件100整体结构的稳定性。可以理解的，靶材根据所需的镀膜层30的材质进行选择。具体的，在形成打底层20或镀膜层30的过程中，真空度可以但不限于为0.1Pa-1.33Pa、3Pa-5Pa、5Pa-7Pa或7Pa-10Pa等，靶电压可以但不限于为200V、300V、450V、500V、700V或800V等，靶电流可以但不限于为5A、10A、30A、50A、75A、80A或100A等，脉冲偏压可以但不限于为10V、50V、100V、300V或500V等，占空比为10％-20％、15％-30％、40％-50％或60％-70％等。

请参阅图3，本申请一实施方式提供的聚合物陶瓷层的制备方法流程图，包括：

S201：陶瓷颗粒与聚合物共混、密炼造粒形成注塑喂料。

S202：注塑喂料经注塑得到聚合物陶瓷坯体。

S203：聚合物陶瓷坯体经热处理后得到聚合物陶瓷层。

在本申请实施方式中，陶瓷颗粒与聚合物的混合前，还包括对陶瓷颗粒进行改性处理。通过改性处理，使得陶瓷颗粒可以更好地与聚合物混合。具体的，将陶瓷颗粒与表面改性剂、分散剂混合，进行改性处理；其中，表面改性剂可以根据聚合物的性质进行选择；例如，表面改性剂可以但不限于为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂等。在本申请一实施例中，表面改性剂占陶瓷颗粒质量的0.5％-3％，从而可以使得陶瓷颗粒改性完全，并且不会使表面改性剂发生团聚。具体的，表面改性剂占陶瓷颗粒质量的0.7％、1％、1.5％、2％、2.5％、2.8％或3％等。在一具体实施例中，将表面改性剂溶于醇溶剂中、水中或醇水混合溶剂中，并加入陶瓷颗粒，混合后经喷雾干燥后得到改性的陶瓷颗粒。在本申请另一实施例中，还可以在改性过程中加入着色剂，从而得到有色的陶瓷颗粒。

在S201中，陶瓷颗粒与聚合物的共混时的比例可以根据聚合物陶瓷层10中陶瓷颗粒与聚合物的含量进行选择，对此不作限定。在本申请一实施例中，按陶瓷颗粒的质量占比为30％-80％，聚合物的质量占比为20％-70％进行混合。在一具体实施例中，当聚合物为聚苯硫醚时，可以选择具有环氧基的偶联剂对陶瓷颗粒改性，以便于陶瓷颗粒和聚合物更好地相容混合。在本申请中，共混后得到共混物，可以但不限于将共混物置于密炼造粒一体机中进行密炼造粒，有利于注塑过程的进行。在本申请实施方式中，密炼造粒的温度高于聚合物的熔点，且低于聚合物的分解温度。在一实施例中，密炼造粒的温度可以但不限于为150℃-350℃，密炼造粒的时间可以但不限于为1h-12h。进一步的，密炼在负压中进行，气压小于0.01MPa或密炼在氮气气氛中进行，从而可以有效防止聚合物被氧化，并可以有效促进副反应生成的气体的排除。

在S202中，注塑的工艺参数可以根据选用的聚合物的性质进行选择。在本申请一实施例中，当聚合物选自PPS和PPSU中的至少一种时，注塑喂料可以在90℃-180℃进行烘干4h-12h，随后加入注射机中进行注射成型；成型温度控制在310℃-360℃，注射速度控制在60％-90％，注射压力控制在100MPa-350MPa；模具温度控制在100℃-180℃，保压时间控制在5s-60s，得到聚合物陶瓷坯体。采用上述条件进行注塑成型，可以得到成型效果佳、成型良率高的聚合物陶瓷坯体。注塑得到的聚合物陶瓷坯体的形状可以需要进行选择，聚合物陶瓷坯体的厚度也可以根据需要进行选择。

在本申请实施方式中，在热处理之前还可以对聚合物陶瓷坯体进行压合处理，从而提高内部的密实程度。在一实施例中，压合聚合物陶瓷坯体包括：将聚合物陶瓷坯体进行温等静压。通过温等静压降低聚合物陶瓷坯体内部的气孔，增强陶瓷颗粒与聚合物之间的密实度。在本申请中，温等静压的温度大于聚合物的玻璃化转变温度，从而使得聚合物陶瓷坯体中的聚合物可以发生软化，同时在压力作用下致密性更好，消除聚合物陶瓷坯体内的气孔，提高陶瓷颗粒与聚合物之间的结合力。在一实施例中，温等静压的压力为50MPa-500MPa，温度为80℃-300℃，从而有利于充分压实聚合物陶瓷坯体；并且该过程对设备要求不高，安全性好，更有利于在实际中操作和应用，同时还有助于提高整体结构的强度。进一步的，温等静压的压力为100MPa-400MPa，温度为100℃-280℃。在本申请中，温等静压的时间可以根据聚合物陶瓷坯体的厚度进行选择。

在S203中，通过热处理可以促进聚合物与陶瓷颗粒之间产生键合，提高相容性和结合力，从而提升内部强度，并且热处理可以促进聚合物扩链反应的发生，提高聚合物的链长，提升柔性，有利于形成更加密实的网状结构，提升强度和韧性。在本申请中，根据聚合物的性质确定热处理温度；例如热处理温度大于聚合物的熔融温度，且小于聚合物的分解温度。在一实施例中，热处理的温度为100℃-350℃，热处理的时间为5h-48h。在另一实施例中，当聚合物选自PPS和PPSU中的至少一种时，热处理包括在0.5h-1h内升温到130℃-170℃并保温2h-4h；经2h-4h升温至240℃-270℃并保温2h-4h；0.5h-1h升温到280-350℃并保温4h-8h。通过上述热处理的过程，可以使聚合物陶瓷坯体受热更加均匀，提升内部强度和韧性。在一具体实施例中，当聚合物选自PPS和PPSU中的至少一种时，热处理包括在0.5h-1h内升温到150℃并保温2h-4h；经2h-4h升温至260℃并保温2h-4h；0.5h-1h升温到310℃并保温4h-8h。

在本申请实施方式中，聚合物陶瓷层10的制备方法还包括对聚合物陶瓷层10进行抛光和清洗。在本申请中，可以选用五轴研磨抛光机、13.6B双面研磨机、扫光机等对聚合物陶瓷层10进行抛光。在一实施例中，抛光包括粗抛和精抛。具体的，粗抛可以选用扫光机、双面研磨机、五轴抛光机中的至少一种，抛光盘选自猪毛、磨皮盘、阻尼布、胶丝、铜丝、地毯或猪毛配合磨皮复合材料中的一种或多种，粗抛抛光液包括水系钻石抛光液和油系钻石抛光液中的至少一种，粗抛抛光液中钻石微粉的粒度为0.5μm-20μm，粗抛抛光液的浓度1wt％-30wt％；精抛可以选用扫光机、双面研磨机中的至少一种，精抛抛光液包括氧化硅抛光液和氧化铈抛光液中的至少一种，精抛抛光液中颗粒的粒度为50nm-500nm，精抛抛光液的浓度5wt％-45wt％。

在本申请实施方式中，清洗包括采用除油剂进行清洗，以去除残留的抛光液。具体的，除油剂包括但不限于直链烷基苯磺酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸铵、月桂醇硫酸钠、月桂酰谷氨酸、壬基酚聚氧乙烯醚、平平加O、硬脂酸甘油单酯、木质素磺酸盐、重烷基苯磺酸盐、烷基磺酸盐、扩散剂NNO、扩散剂MF、烷基聚醚、脂肪醇聚氧乙烯醚等，除油剂的浓度为2％-35％。在一实施例中，先将聚合物陶瓷层10用流动水清洗润湿后，再用除油剂进行超声波清洗，而后在浸泡至除油剂中，再用热水清洗和超纯水清洗后，进行干燥即可。进一步的，超声清洗采用的温度为40℃-80℃，超声频率为40kHZ-170kHZ，清洗时间为1min-20min；浸泡的温度为40℃-80℃，浸泡的时间为1min-5min；热水清洗的温度为40℃-80℃，清洗的时间为1min-5min，热水清洗次数为1次-3次；超纯水清洗的温度为40℃-80℃，清洗的时间为1min-5min，超纯水的电阻率小于18MΩ·cm；干燥的温度为60℃-100℃，干燥的时间为15min-60min。

请参阅图4，为本申请另一实施方式提供的陶瓷件的制备方法流程图，该制备方法制备上述任一实施例的陶瓷件100，包括：

S301：对聚合物陶瓷层进行预处理，预处理包括清洗处理和轰击处理。

S302：在预处理后的聚合物陶瓷层的表面形成打底层，打底层的材质包括硅和金属中的至少一种；

S303：在打底层远离聚合物陶瓷层的表面形成镀膜层，制得陶瓷件。

可以理解的，S302和S303的详细描述请参见上述实施方式中S101和S102对应部分的描述，在此不再赘述。

在S301中，通过对聚合物陶瓷层10进行清洗和轰击处理，从而可以去除聚合物陶瓷层10表面的脏污，同时对聚合物陶瓷层10的表面产生活化作用，提高打底层20的附着效果。

在本申请实施方式中，清洗处理包括将聚合物陶瓷层10进行超声清洗，超声频率为40kHz-80kHz，清洗时间为2min-30min。采用上述清洗处理可以有效去除聚合物陶瓷层10表面的污渍、杂质等，提高后续打底层20和镀膜层30的附着。具体的，超声频率可以但不限于为40kHz、50kHz、60kHz、70kHz或80kHz，清洗时间可以但不限于为2min、10min、17min、20min、25min或30min等。进一步的，在清洗处理后还烘干处理，从而去除聚合物陶瓷层10表面的液体。具体的，烘干处理可以但不限于为低于150℃的温度下烘干1h-3h。

在本申请实施方式中，轰击处理在惰性气氛下进行，惰性气氛的气体流量为30sccm-900sccm，本底真空度为0.5Pa-5Pa，对聚合物陶瓷层10施加的电压为0.5kV-20kV，电流为2A-10A，轰击时间为10min-120min。采用上述轰击处理可以对聚合物陶瓷层10的表面进行活化，有利于打底层20材质的附着，提升结合力。进一步的，轰击处理在惰性气氛下进行，惰性气氛的气体流量为100sccm-700sccm，本底真空度为1Pa-4.5Pa，对聚合物陶瓷层10施加的电压为1kV-18kV，电流为2A-10A，轰击时间为20min-80min。

在本申请一实施方式中，陶瓷件的制备方法还包括：打开硅源或金属源，在聚合物陶瓷层的表面形成打底层；通入氧气，在打底层的表面形成氧化物层，氧化物层为二氧化硅层或金属氧化物层；打开金属源并通入碳源气体，在氧化物层表面形成金属碳化物层，得到镀膜层。可以理解的，采用物理气相沉积的方式制备打底层和镀膜层，并且在制备过程中一直通入惰性气体；在形成金属碳化层的过程中，将金属源打开，并且通入碳源气体以及惰性气体，并未通入氧气。可选的，通入氧气后，惰性气体和氧气的含量比可以但不限于为(20：1)-(10：5)；通入碳源气体后，惰性气体和碳源气体含量比可以但不限于为(20：1)-(10：5)。在一实施例中，将聚合物陶瓷层10进行清洗处理，烘干后再转移至镀膜挂具中，并装入真空镀膜机转架上；关门并抽真空，本底真空达到5.0×10^-3Pa-6.0×10^-7Pa；通入惰性气体，真空度保持在通入氩气，真空度保持在0.1Pa-10Pa；打开靶电源，设置靶电压为200V-800V，靶电流为5A-100A，打开偏压电源，设置脉冲偏压为10V-500V，占空比10％-70％，对产品开始进行镀膜；先镀3nm-30nm打底层20；然后通入氧气镀二氧化硅或者金属氧化物，其中，沉积厚度为10nm-200nm，惰性气体和氧气的含量比为20：1-10：5；接着通入碳源气体，形成金属碳化物层，其中惰性气体和碳源气体的含量比为20：1-10：5，获得厚度为100nm-2000nm的镀膜层30；该镀膜层30的光学透过率为10％以下。具体的，可以根据沉积需要选择靶材；碳源气体可以但不限于为乙炔、甲烷等。

在本申请另一实施方式中，陶瓷件的制备方法还包括：打开硅源，在聚合物陶瓷层的表面镀硅，得到打底层；通入氧气，在打底层的表面形成二氧化硅层；关闭硅源并打开金属源，在二氧化硅层的表面形成金属氧化物层；交替重复镀二氧化硅层和金属氧化物层，得到镀膜层。可以理解的，采用物理气相沉积的方式制备打底层和镀膜层，并且在制备过程中一直通入惰性气体。可选的，通入氧气后，惰性气体和氧气的含量比可以但不限于为(20：1)-(10：5)。金属源可以但不限于为铌源、钛源、锆源等。在一实施例中，将聚合物陶瓷层10进行清洗处理，烘干后再转移至镀膜挂具中，并装入真空镀膜机转架上；关门并抽真空，本底真空达到5.0×10^-3Pa-6.0×10^-7Pa；通入惰性气体，真空度保持在通入氩气，真空度保持在0.1Pa-10Pa；打开靶电源，设置靶电压为200V-800V，靶电流为5A-100A，打开偏压电源，设置脉冲偏压为10V-500V，占空比10％-70％，对产品开始进行镀膜；先镀3nm-30nm硅层；然后通入氧气镀二氧化硅低折射率光学薄膜，其中，沉积厚度为10nm-200nm，惰性气体和氧气的含量比为(20：1)-(10：5)；关闭硅靶电源，打开其他靶材，镀高折射率光学薄膜，厚度为10nm-200nm，惰性气体和氧气的含量比为(20：1)-(10：5)；根据需要重复沉积低折射率光学薄膜和高折射率光学薄膜。具体的，靶材根据需要的高折射率光学薄膜的材质进行选择，例如可以但不限于为铌靶、钛靶、锆靶等。

在本申请中，在形成打底层20和镀膜层30时，可以根据需要在聚合物陶瓷层10的表面设置遮蔽治具，从而可以在聚合物陶瓷层10的部分表面形成打底层20和镀膜层30；在形成镀膜层30后，待镀膜室中真空度达到大气压时，将陶瓷件100取出即可。

本申请还提供了一种电子设备200，包括上述任一实施例的陶瓷件100。可以理解的，电子设备200可以但不限于为手机、平板电脑、笔记本电脑、手表、MP3、MP4、GPS导航仪、数码相机等，陶瓷件100可以但不限于作为电子设备200的壳体(如中框、后盖等)、摄像头装饰件、卡托、按键等。请参阅图5，为本申请一实施方式提供的电子设备的结构示意图，其中，电子设备200包括陶瓷件100。此时陶瓷件100作为电子设备200的壳体，可以提升电子设备200机械性能和外观效果。请参阅图6，为本申请一实施方式提供的电子设备的结构组成示意图，电子设备200的结构可以包括RF电路210、存储器220、输入单元230、显示单元240、传感器250、音频电路260、WiFi模块270、处理器280以及电源290等。其中，RF电路210、存储器220、输入单元230、显示单元240、传感器250、音频电路260、WiFi模块270分别与处理器280连接；电源290用于为整个电子设备200提供电能。具体而言，RF电路210用于接发信号；存储器220用于存储数据指令信息；输入单元230用于输入信息，具体可以包括触控面板以及操作按键等其他输入设备；显示单元240可以包括显示屏等；传感器250包括红外传感器、激光传感器等，用于检测用户接近信号、距离信号等；扬声器261以及传声器262通过音频电路260与处理器280连接，用于接发声音信号；WiFi模块270则用于接收和发射WiFi信号；处理器280用于处理电子设备200的数据信息。

以上对本申请实施方式所提供的内容进行了详细介绍，本文对本申请的原理及实施方式进行了阐述与说明，以上说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (13)

1.一种陶瓷件，其特征在于，所述陶瓷件包括层叠设置的聚合物陶瓷层、打底层和镀膜层，所述打底层的材质包括硅和金属中的至少一种。

2.如权利要求1所述的陶瓷件，其特征在于，所述金属包括钛、铝、铬和锆中的至少一种。

3.如权利要求1所述的陶瓷件，其特征在于，所述聚合物陶瓷层的厚度为0.5mm-2mm，所述打底层的厚度为3nm-30nm，所述镀膜层的厚度为100nm-2000nm。

4.如权利要求1所述的陶瓷件，其特征在于，根据ASTM D3359标准，所述陶瓷件中所述镀膜层的附着力为5B；所述镀膜层表面的铅笔硬度大于或等于3H。

5.如权利要求1所述的陶瓷件，其特征在于，所述镀膜层包括至少一层低折射率光学薄膜以及至少一层高折射率光学薄膜，所述高折射率光学薄膜和所述低折射率光学薄膜交替层叠设置；

所述低折射率光学薄膜的折射率为1.1-1.7，所述高折射率光学薄膜的折射率为2-3；

所述低折射率光学薄膜的材质包括一氧化硅、二氧化硅和氟化镁中的至少一种，所述高折射率光学薄膜的材质包括二氧化钛、五氧化二钽、五氧化二铌、硫化锌和二氧化锆中的至少一种；

所述低折射率光学薄膜的厚度为10nm-200nm，所述高折射率光学薄膜的厚度为10nm-200nm。

6.如权利要求1所述的陶瓷件，其特征在于，所述镀膜层包括氧化物层和金属碳化物层，所述氧化物层包括二氧化硅层和金属氧化物层中的至少一种，所述镀膜层的光学透过率为10％以下。

7.如权利要求1所述的陶瓷件，其特征在于，所述聚合物陶瓷层包括陶瓷颗粒和聚合物，所述聚合物陶瓷层中所述陶瓷颗粒的质量百分比为30％-80％，所述聚合物的质量百分比为20％-70％。

8.一种陶瓷件的制备方法，其特征在于，包括：

在聚合物陶瓷层的表面形成打底层，所述打底层的材质包括硅和金属中的至少一种；

在所述打底层远离所述聚合物陶瓷层的表面形成镀膜层，制得陶瓷件。

9.如权利要求8所述的制备方法，其特征在于，形成所述打底层和所述镀膜层，包括：

将预处理后的所述聚合物陶瓷层置于镀膜室中，采用物理气相沉积的方法形成所述打底层和所述镀膜层，其中所述镀膜室中通入惰性气体，设置真空度为0.1Pa-10Pa，靶电压为200V-800V，靶电流为5A-100A，脉冲偏压为10V-500V，占空比为10％-70％。

10.如权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述预处理包括清洗处理和轰击处理；所述轰击处理在惰性气氛下进行，所述惰性气氛的气体流量为30sccm-900sccm，本底真空度为0.5Pa-5Pa，对所述聚合物陶瓷层施加的电压为0.5kV-20kV，电流为2A-10A，轰击时间为10min-120min。

11.如权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法还包括：

打开硅源，在所述聚合物陶瓷层的表面镀硅，得到所述打底层；

通入氧气，在所述打底层的表面形成二氧化硅层；

关闭所述硅源并打开金属源，在所述二氧化硅层的表面形成金属氧化物层；

交替重复镀所述二氧化硅层和所述金属氧化物层，得到所述镀膜层。

12.如权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法还包括：

打开硅源或金属源，在所述聚合物陶瓷层的表面形成所述打底层；

通入氧气，在所述打底层的表面形成氧化物层，所述氧化物层为二氧化硅层或金属氧化物层；

打开所述金属源并通入碳源气体，在所述氧化物层表面形成金属碳化物层，得到所述镀膜层。

13.一种电子设备，其特征在于，包括权利要求1-7任一项所述的陶瓷件，或者通过权利要求8-12任一项所述的制备方法制得的陶瓷件。

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