CN114434589B - 陶瓷壳体制备方法、陶瓷壳体及电子设备 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种陶瓷壳体制备方法、陶瓷壳体及电子设备。所述陶瓷壳体制备方法包括:提供表面具有第一釉料层的壳体生坯;用激光对所述第一釉料层进行图案化以形成第一图案化层;根据所述壳体生坯及所述第一图案化层以得到具有第一图案的壳体。本申请实施方式提供的陶瓷壳体制备方法制备出的陶瓷壳体具有较好的装饰效果。
Description
技术领域
本申请涉及电子技术领域,尤其涉及一种陶瓷壳体制备方法、陶瓷壳体及电子设备。
背景技术
随着技术的发展,手机和平板电脑等电子设备已经成为了人们不可或缺的工具。消费者在面对琳琅满目的电子设备时,不仅需要考虑电子设备的功能是否满足自身需求,电子设备的壳体的外观也是左右消费者是否选购的重要因素之一。相关技术中的壳体的外观效果相对单一,无法满足用户对壳体的外观效果的丰富追求。
发明内容
第一方面,本申请提供一种陶瓷壳体制备方法,所述陶瓷壳体制备方法包括:
提供表面具有第一釉料层的壳体生坯;
用激光对所述第一釉料层进行图案化以形成第一图案化层;
根据所述壳体生坯及所述第一图案化层以得到具有第一图案的陶瓷壳体。
第二方面,本申请提供一种壳体,所述壳体包括:
壳体本体,所述壳体本体包括陶瓷材料,所述壳体本体具有外观面;
所述外观面显露第一图案,其中,所述第一图案由金属阳离子渗入所述壳体本体内呈现。
第三方面,本申请一种电子设备,所述电子设备包括第二方面所述的陶瓷壳体。
本申请实施方式提供的陶瓷壳体制备方法制备出来的陶瓷壳体具有第一图案,因此,所述陶瓷壳体具有较好的外观效果。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案,下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本申请一些实施方式,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请一实施方式提供的陶瓷壳体制备方法的流程图;
图2(a)~图2(f)为图1中各个步骤对应的结构示意图;
图3为图1中S110所包括的流程示意图;
图4为图3中S111所包括的流程示意图;
图5为一实施方式中图1中S120所包括的流程示意图;
图6为图1中S130所包括的流程示意图;
图7为图6中S130a所包括的流程示意图;
图8为图6中S130b所包括的流程示意图;
图9为本申请一实施方式提供的陶瓷壳体制备方法的流程图;
图10(a)~图10(g)为图9中各个步骤对应的结构示意图;
图11为图9中S10包括的流程示意图;
图12为本申请另一实施方式提供的陶瓷壳体制备方法的流程图;
图13为图12中对应的结构示意图;
图14为本申请一实施方式提供的壳体的示意图;
图15为图14中沿I-I线的剖面示意图;
图16为本申请另一实施方式提供的壳体的示意图;
图17为图16中沿II-II线的剖面示意图;
图18为本申请另一实施方式提供的壳体的示意图;
图19为本申请一实施方式提供的电子设备的立体示意图;
图20为图19中所示的电子设备的分解示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
在本文中提及“实施例”或“实施方式”意味着,结合实施例或实施方式描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例,也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是,本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
需要说明的是,本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象,而不是用于描述特定顺序。此外,术语“包括”和“具有”以及它们任何变形,意图在于覆盖不排他的包含。
本申请提供一种陶瓷壳体制备方法,所述陶瓷壳体制备方法用于制备陶瓷壳体10(参见图14),所述陶瓷壳体10可应用于电子设备1(参见图19及图20),所述电子设备1可以为但不仅限于手机、平板电脑、笔记本电脑、台式电脑、智能手环、智能手表、电子阅读器、游戏机等具有陶瓷壳体10的设备。所述陶瓷壳体10应用于电子设备1时,可以为但不仅限于为电子设备1的后盖、中框、装饰件等。所述陶瓷壳体10可以为2D壳体、或者2.5D壳体或者3D壳体。可以理解地,上述介绍为对陶瓷壳体10的一种应用环境的介绍,不应当理解为对本申请实施方式提供的陶瓷壳体10及陶瓷壳体制备方法的限定。在本申请的实施方式/实施例中均以所述壳体为所述电子设备的后盖为例进行详细说明,不应当理解为对本申请提供的壳体及陶瓷壳体制备方法的限定。
请参阅图1图2,图1为本申请一实施方式提供的陶瓷壳体制备方法的流程图;图2(a)~图2(f)为图1中各个步骤对应的结构示意图。所述陶瓷壳体制备方法包括S110、S120及S130。S110、S120及S130详细介绍如下。
S110,提供表面具有第一釉料层230的壳体生坯210a。
请参阅图2(c),图2(c)为S110对应的结构示意图。所述第一釉料层230设置于所述壳体生坯210a的表面的至少部分区域或全部区域。在本实施方式中以所述第一釉料层230设置于所述壳体生坯210a的表面的全部区域为例进行示意,可以理解地,不应当构成对本申请提供的陶瓷壳体制备方法的限定。
下面对一实施方式中,S110所包括的步骤进行详细描述。请一并参阅图3,图3为图1中S110所包括的流程示意图。所述S110包括S111、S112以及S113。S111、S112以及S113详细介绍如下。
S111,将陶瓷粒料进行成型以得到壳体生坯210a。
下面对一实施方式中,所述陶瓷粒料进行成型的方法进行详细描述。请参阅图4,图4为图3中S111所包括的流程示意图。S111包括S1111及S1112,S1111及S1112详细描述如下。
S1111,将陶瓷粉体与粘结剂混合并进行造粒以得到陶瓷粒料,其中,所述陶瓷粉体的平均粒径范围为0.2μm至0.8μm,所述陶瓷粒料的目数范围为40目至100目,所述粒料的BET比表面积为6m2/g至10m2/g,在所述陶瓷粒料中,所述粘结剂的重量百分比的范围为3%至5%。
可选地,所述陶瓷粉体包括氧化锆、氧化铝、二氧化硅、二氧化钛、氮化硅、氧化镁、氧化铬、氧化铍、五氧化二钒、三氧化二硼、尖晶石、氧化锌、氧化钙、莫来石、钛酸钡中的至少一种。
可选地,所述陶瓷粉体的平均粒径范围d满足:为0.2μm≤d≤0.8μm。具体地,陶瓷粉体的平均粒径可以为但不限于为0.2μm、0.3μm、0.4μm、0.5μm、0.6μm、0.7μm、0.8μm。陶瓷粉体的粒径太小,增加制备难度,从而增加了成本,当陶瓷粉体的粒径小到纳米级别时,陶瓷粉体容易团聚形成大颗粒,会降低制得的壳体生坯210a的机械强度,进而降低最终制备的陶瓷壳体10的机械强度;当陶瓷粉体的粒径过大时,例如大于0.8μm,也会降低制得的壳体生坯210a的机械强度,进而降低最终制备的陶瓷壳体10的机械强度。因此,当陶瓷粉体的平均粒径范围d满足:为0.2μm≤d≤0.8μm时,既可以使制得的壳体生坯210a具有较好的机械强度,进而使得最终制备的陶瓷壳体10具有较好的机械强度,又具有较低的制备成本。“平均粒径”指陶瓷粉体中所有颗粒粒径的平均值。
可选地,所述陶瓷粒料的目数的范围为40目至100目。具体地,陶瓷粒料的目数可以为但不限于为40目、50目、60目、70目、80目、90目、100目等。换言之,陶瓷粒料的粒径的范围为150μm至380μm;具体地,陶瓷粒料的粒径可以为但不限于为150μm、180μm、200μm、220μm、250μm、280μm、300μm、330μm、350μm、380μm等。陶瓷粒料的粒径太小,增加制备难度,从而增加了成本,当陶瓷粒料的粒径小到纳米级别时,陶瓷粒料容易团聚形成大颗粒,会降低制得的陶瓷壳体10的机械强度;当陶瓷粒料的粒径过大时,例如大于0.8μm,在进行壳体生坯210a成型时,容易残留间隙和气泡,也会降低制得的陶瓷壳体10的机械强度。因此,当陶瓷粒料的粒径范围为0.2μm至0.8μm时,既可以使制得的陶瓷壳体10具有较好的机械强度,又具有较低的制备成本。
可选地,所述陶瓷粒料的BET比表面积为6m2/g至10m2/g。具体地,所述陶瓷粒料的BET比表面积可以为但不限于为6m2/g、6.5m2/g、7m2/g、7.5m2/g、8m2/g、8.5m2/g、9m2/g、9.5m2/g、10m2/g等。比表面积越大,陶瓷粒料越小,陶瓷粒料容易团聚形成大颗粒,会降低制得的陶瓷壳体10的机械强度;比表面积越小,陶瓷粒料越大,在进行壳体生坯210a成型时,容易残留间隙和气泡,也会降低制得的陶瓷壳体10的机械强度。本申请实施方式中陶瓷粒径BET比表面积为6m2/g至10m2/g,可使得最终制备的陶瓷壳体10具有较好的机械强度。
可选地,所述粘结剂为环氧类粘结剂(比如环氧树脂)、聚醚类粘结剂中的至少一种。需要说明的是,粘结剂的分解或挥发温度低于排胶时的温度,以便粘结剂可以在进行排胶时通过分解或挥发完全排除,避免粘结剂的残留,因此,可避免粘结剂的残留导致的在烧结的过程中在陶瓷壳体坯件210b上残留孔洞,进而避免降低形成的陶瓷壳体坯件210b的机械强度,避免影响陶瓷壳体坯件210b的外观等。可选地,所述粘结剂的重量百分比的范围为3%至5%。具体地,粘结剂的重量百分比可以为但不限于为3%、3.5%、4%、4.5%、5%等。
本申请实施例中,当涉及到数值范围A至B时,如未特别指明,均表示包括端点数值A,且包括端点数值B。例如,所述粘结剂的重量百分比为3%至5%,是指,所述粘结剂的重量百分比a满足:3%≤a≤5%。
进行造粒时,按照预设重量比分别称取陶瓷粉体及粘结剂,将陶瓷粉体与粘结剂混合均匀,采用造粒设备进行造粒,得到陶瓷粒料。
在一些实施例中,所述陶瓷粒料的原料组分还包括分散剂,所述分散剂用于使得粘结剂及陶瓷粉体混合得更均匀的混合,混合后的粘结剂和陶瓷粉体的混合体系更稳定。分散剂可以为但不限于为液体石蜡等。在所述陶瓷粒料的原料组分中,分散剂的重量百分比的范围为1%至5%,具体地,可以为但不限于为1%、2%、3%、4%、5%等。
当陶瓷粒料的原料组分还包括分散剂、色料等时,进行造粒前,该制备方法还包括将分散剂、色料等与陶瓷粉体及粘结剂混合。
S1112,将所述陶瓷粒料进行成型以得到壳体生坯210a。
具体地,所述成型包括模压成型、或注塑成型。当所述成型为模压成型时,所述将所述陶瓷粒料进行成型以得到壳体生坯210a,包括:模压的压力的范围为10MPa至15MPa下,进行模压成型,保压10s至20s,以得到壳体生坯210a。
在一实施方式中,进行模压的温度为常温。需要说明的是,本申请实施方式所指的常温、室温是指25℃,或者约等于25℃。
可选地,模压成型的压力的范围可以为10MPa、或11MPa、或12MPa、或13MPa、或14MPa、或15MPa等。模压的压力太小,影响得到的壳体生坯210a的致密性,甚至无法成为具有完整外形的壳体生坯210a;模压的压力越大,形成壳体生坯210a越致密,有利于提高制得的壳体生坯210a的机械性能,但是,模压的压力太大,提高了设备的要求。
可选地,保压的时间可以为10s(秒)、或12s、或14s、或16s、或18s、或20s等。保压的时间越大,形成的壳体生坯210a的致密性、成型情况越好,但是保压时间太长,影响生产效率。
当所述成型为注塑成型时,将所述陶瓷粒料置于注塑机中,采用注塑成型的方式制得壳体生坯210a。
S112,在所述壳体生坯210a的表面的至少部分区域设置第一釉料浆液220。
请一并参阅图2(a)及图2(b),图2(a)中示意了所述壳体生坯210a,图2(b)示意了在壳体生坯210a的表面设置第一釉料浆液220。图2中从(a)~(e)示意了包括S112在内的陶瓷壳体10制备的各个过程对应的结构。
在所述壳体生坯210a的表面的至少部分区域设置第一釉料浆液220,包括:在所述壳体生坯210a的表面的一部分区域中设置第一釉料浆液220,或者,在所述壳体生坯210a的表面的全部区域中设置第一釉料浆液220。举例而言,在所述壳体生坯210a的一表面的部分区域中设置第一釉料浆液220,或者,在所述壳体生坯210a的一表面的全部区域中设置第一釉料浆液220。在本实施方式中,以在所述壳体生坯210a的一个表面的全部区域设置第一釉料浆液220为例进行示意。可以理解地,不应当构成对本申请实施方式提供的陶瓷壳体制备方法的限定。
在一实施方式中,所述第一釉料浆液220包括釉料溶液及粘稠剂,其中,所述釉料溶液与所述粘稠剂的质量比的范围为1:1至3:1;所述釉料溶液包括含有金属阳离子盐与溶剂,其中,所述金属阳离子盐与所述溶剂的重量百分比为5%至95%。
所述粘稠剂可以为但不仅限于为环氧树脂、或酚醛树脂等。所述粘稠剂用于使得所述第一釉料浆液220具有一定的粘度,便于在所述壳体生坯210a的表面设置所述第一釉料浆液220。
接下来对所述第一釉料浆液220进行详细介绍。所述第一釉料浆液220中,所述釉料溶液与所述粘稠剂的质量比的范围为1:1至3:1,可以为但不仅限于为1:1,或1.5:1,或2:1,或2.5:1,或3:1。当所述釉料溶液与所述粘稠剂的质量百分比小于1:1时,则所述粘稠剂的比例过高,导致所述第一釉料浆液220的粘度较高,不利于喷涂。当所述釉料溶液与所述粘稠剂的质量百分比大于3:1时,则所述粘稠剂的比例过低,导致所述第一釉料浆液220的粘度不够,当所述第一釉料浆液220设置在所述壳体生坯210a的表面上时,则较容易流动,进而使得最终制备出来的陶瓷壳体10中的第一图案130不良。因此,本申请实施方式中,所述釉料溶液与所述粘稠剂的质量比的范围为1:1至3:1,可避免所述第一釉料浆液220的粘度过低导致的在所述壳体生坯210a的表面上流动导致的制备出来的第一图案130不良,且可提升将所述第一釉料浆液220设置时的方便性。
所述第一釉料浆液220中,所述釉料溶液中的金属阳离子盐包括但不仅限于铁离子盐、钴离子盐、镍离子盐中的一种或多种。举例而言,所述金属阳离子盐包括Fe2(C2O4)3,CoC2O4,NiC2O4,NiCO3,Co(NH3)4Cl中的一种或多种。需要说明的是,所谓多种,是指种类大于或等于两种。所述钴离子盐可以包括但不仅限于包括二价钴离子盐或三价钴离子盐。
所述溶剂可以为但不仅限于为乙酸乙酯,或乙二醇,或丁醇,或甲苯,只要所述溶剂可溶解所述金属阳离子盐即可。
所述金属阳离子盐与所述溶剂的重量百分比为5%至95%。比如,所述金属阳离子盐与所述溶剂的重量百分比可以为但不仅限于为:5%,或10%,或15%,或20%,或25%,或30%,或35%,或40%,或45%,或50%,或55%,60%,或65%,或70%,或75%,或75%,或80%,或90%,或95%。当所述金属阳离子盐与所述溶剂的重量百分比小于5%时,则所述金属阳离子盐的占比较小,会导致最终制备出来的第一图案130的颜色偏浅(即,灰度偏小),甚至颜色不明显。当所述金属阳离子盐与所述溶剂的重量百分比大于95%时,金属阳离子盐偏多,所述溶剂可能不能将所述金属盐离子盐完全溶解。因此,本申请实施方式中,所述金属阳离子盐与所述溶剂的重量百分比为5%至95%可兼顾最终制备出来的第一图案130的颜色灰度,以及溶剂溶解所述金属阳离子盐的能力。
需要说明的是,由于本申请实施方式中将所述第一釉料溶液设置于所述壳体生坯210a的表面,所述壳体生坯210a尚未经过烧结,相较于烧结后而言,未经过烧结的壳体生坯210a中的陶瓷粒料之间的间隙较大,因此,所述第一釉料溶液中的金属阳离子120能够较为容易地进入到所述陶瓷粒料之间的间隙,甚至进入到所述陶瓷粒料内部。换而言之,所述壳体生坯210a相对不致密,因此,所述第一釉料溶液能够较为容易地进入到壳体生坯210a内。由此可见,相对烧结后而言,即便所述金属阳离子盐与所述溶剂的重量百分比较小,比如为5%至50%时,第一釉料溶液也能较为容易地进入到所述壳体生坯210a的内部,进而使得最终制备出来的陶瓷壳体10具有质量较好(比如,灰度较为明显)的第一图案130。
此外,本申请实施方式中提供的陶瓷壳体制备方法,在所述壳体生坯210a的表面的至少部分区域设置第一釉料浆液220时,由于设置时的公差,设置在所述壳体生坯210a的表面的第一釉料浆液220的厚度也会存在公差。由于所述壳体生坯210a尚未经过烧结,所述第一釉料浆液220能够较为容易地进入到壳体生坯210a中。因此,不同壳体生坯210a表面的第一釉料浆液220厚度不同时会导致最终制备出来的陶瓷壳体10的第一图案130的灰度甚至图案稍显不同,使得制备出来的陶瓷壳体10呈现出唯一的特征。比如,所述第一图案130为大理石纹理时,那么,不同的陶瓷壳体10中的大理石纹理的灰度甚至图案稍显不同,使得所述陶瓷壳体10呈现出天然大理石的质感。
在所述壳体生坯210a的表面的至少部分区域设置第一釉料浆液220的方式可以为但不仅限于为:喷涂、淋涂、打印、刷涂等方式。
在所述壳体生坯210a上设置的所述第一釉料浆液220的厚度和釉料溶液中所述金属盐与所述溶剂的重量百分比、以及所述第一釉料浆液220中釉料溶液与粘稠剂的质量比相关。在釉料溶液中所述金属阳离子盐与所述溶剂的重量百分比为5%至95%、以及所述第一釉料浆液220中釉料溶液与粘稠剂的质量比的范围为1:1至3:1时,所述第一釉料浆液220的厚度小于或等于20μm。举例而言,所述第一釉料浆液220的厚度可以为但不仅限于为2μm,或5μm,或7μm,或10μm,或12μm,或15μm,或17μm,或20μm。
在所述第一釉料浆液220的厚度和釉料溶液中所述金属盐与所述溶剂的重量百分比、以及所述第一釉料浆液220中釉料溶液与粘稠剂的质量比一定的情况下,所述第一釉料浆液220的厚度和最终制备出来的陶瓷壳体10中第一图案130的灰度的最大值相关。
在所述第一釉料浆液220的厚度和釉料溶液中所述金属盐与所述溶剂的重量百分比、以及所述第一釉料浆液220中釉料溶液与粘稠剂的质量比一定的情况下:当所述第一釉料浆液220的厚度小于阈值厚度时,且所述第一釉料浆液220的厚度越厚,最终制备出来的陶瓷壳体10的第一图案130的最大灰度值越大;相应地,在所述第一釉料浆液220的厚度小于阈值厚度时,且所述第一釉料浆液220的厚度越薄,最终制备出来的陶瓷壳体10的第一图案130的最大灰度值越小。
可以理解地,在所述第一釉料浆液220的厚度和釉料溶液中所述金属盐与所述溶剂的重量百分比、以及所述第一釉料浆液220中釉料溶液与粘稠剂的质量比一定的情况下:当所述第一釉料浆液220的厚度大于或等于阈值厚度时,最终制备出来的陶瓷壳体10的第一图案130的最大灰度变化随着所述第一釉料浆液220的厚度的变化而变化的程度较小,甚至不再变化。举例而言,在本实施方式中,所述阈值厚度的大小可以为但不仅限于为20μm,或者为25μm,或者为30μm。
当所述第一釉料浆液220的厚度大于或等于所述阈值厚度时,当后续用激光对所述第一釉料浆液220得到的第一釉料层230进行图案化时所需要的时间较长,因此,制备所述陶瓷壳体10所用的时间较长,制备效率下降。
本申请实施方式中,在釉料溶液中所述金属阳离子盐与所述溶剂的重量百分比为5%至95%、以及所述第一釉料浆液220中釉料溶液与粘稠剂的质量比的范围为1:1至3:1时,所述第一釉料浆液220的厚度小于或等于20μm,一方面可满足最终制备出的陶瓷壳体10的第一预设图案的灰度满足要求,另一方面可兼顾后续用激光对所述第一釉料浆液220得到的第一釉料层230进行图案化时所需要的时间,使得制备所述陶瓷壳体10的效果较好。
S113,将第一釉料浆液220烘干以得到第一釉料层230。
可以理解地,在本实施方式中,以对所述第一釉料浆液220进行烘干形成所述第一釉料层230。在其他实施方式中,还可以为对所述第一釉料浆液220或风干、或挥发、抽真空等以形成第一釉料层230。
请参阅图2(c),图2(c)为图1中经过S130的结构示意图。将设置于第一釉料浆液220的所述壳体生坯210a进行烘干,所述第一釉料浆液220中釉料溶液中的溶剂挥发,剩余金属阳离子盐与所述粘稠剂,以形成所述第一釉料层230。
对设置有第一釉料浆液220的所述壳体生坯210a进行烘干所需要的时间和温度和所述第一釉料浆液220的厚度相关。具体地,在一实施方式中,在一实施方式中,所述第一釉料浆液220的厚度小于或等于20μm,所述将第一釉料浆液220烘干以得到第一釉料层230,包括:于80℃至150℃,烘烤20分钟至50分钟,以在所述壳体生坯210a的表面的至少部分区域形成所述第一釉料层230。
烘烤温度为80℃至150℃,则所述烘烤温度包括但不仅限于为80℃,或90℃,或100℃,或110℃,或120℃,或130℃,或140℃,或150℃。
烘烤时间为烤20分钟至50分钟,则所述烘烤时间包括但不仅限于为20分钟,或25分钟,或30分钟,或35分钟,或40分钟,或45分钟,或50分钟。
将设置有第一釉料浆液220的所述壳体生坯210a进行烘干,是为了使得所述第一釉料浆液220中的溶剂挥发,使得所述金属阳离子盐固定在所述壳体生坯210a的表面,便于后续用图案化。对于同样的第一釉料浆液220而言,烘烤温度越高,则烘烤时间越短;相应地,当烘烤温度越低,则烘烤时间越长。
S120,对所述第一釉料层230进行图案化以形成第一图案化层240。
对所述第一釉料层230进行图案化以形成第一图案化层240,可以为但不仅限于为用激光雕刻、或纹理压印、或掩膜板及刻蚀等。
请参阅图2(d),图2(d)为图1中经过S130的结构示意图。接下来对一种实施方式中,S130具体工艺进行详细介绍。
请一并参阅图5,图5为一实施方式中图1中S120所包括的流程示意图。在本实施方式中,S120包括S121、S122及S123,S121、S122及S123详细描述如下。
S121,将预设图案输出到镭雕设备中。
所述预设图案的样式决定了最终制备出来的陶瓷壳体10的第一图案130的样式。在本实施方式中,所述预设图案的样式和最终制备出来的陶瓷壳体10的第一图案130的样式相同,且灰度相同。在其他实施方式中,所述预设图案的样式和最终制备出来的陶瓷壳体10的第一图案130的样式相似,比如,所述预设图案的样式和最终制备出来的陶瓷壳体10的第一图案130的样式为比例关系(比如放大预设倍数,或缩小预设倍数)。在其他实施方式中,所述预设图案的灰度与最终制备出来的陶瓷壳体10的第一图案130的灰度相似。
举例而言,所述预设图案包括纹理图案,或者渐变图案。因此,制备出来的所述陶瓷壳体10的第一图案130包括纹理图案,或者渐变图案。换而言之,所述第一图案130的装饰效果包括纹理效果,或渐变效果。
当所述预设图案包括纹理图案时,所述预设图案可包括按照预设规律排布的多个纹理,比如,按照预设规律排布的多个线条(比如,直线段,或弧线端,或双曲线段),或者按照预设规律排布的多个图形(比如,三角形,或四边形,或圆形,或圆环形)。当所述预设图案包括渐变图案,可以包括水墨渐变图案,或者大理石纹路的渐变图案等。
为了兼顾所述陶瓷壳体10的制备效率及制备出来的第一图案130的精细度,所述镭雕设备可以为但不仅限于为红外镭雕设备,或者为紫外镭雕设备。相应地,所述镭雕设备输出的激光为红外激光或紫外激光。
所述镭雕设备精度决定了最终制备出来的第一图案130的样式的精度。当所述镭雕设备为红外镭雕设备时,所述镭雕设备输出的激光为红外激光,举例而言,所述红外激光的光斑直径为0.08mm,或者,所述红外激光的光斑直径约为0.08mm。当所述镭雕设备为紫外镭雕设备时,所述镭雕设备输出的激光为紫外激光,举例而言,所述紫外激光的光斑直径为0.03mm,或者,所述紫外激光的光斑直径为0.03mm。由此可见,所述紫外激光的光斑直径小于所述红外激光的光斑直径。即,所述紫外图案化设备的精度比所述红外图案化设备的精度高。可以理解地,虽然所述紫外图案化设备的精度比所述红外图案化设备的精度高,对于制备所述陶瓷壳体10而言,所述紫外图案化设备和所述红外图案化设备均能够满足所述陶瓷壳体10制备的精度要求。
此外,本申请实施方式提供的陶瓷壳体制备方法,还可根据所需呈现的第一图案130各个部位的精细度对对所述激光的光斑进行调整。比如,需要制备出来的所述第一图案130中的一部分P和另一部分P’的精细度不同。所述部分P的精细度为第一精细度,所述另一部分P’的精细度为第二精细度;若所述第一精细度大于所述第二精细度,则,对所述部分P进行图案化的光斑的大小小于对所述另一部分P’进行图案化的光斑的大小。
S122,根据所述预设图案控制所述镭雕设备输出的激光的功率,所述预设图案中不同的灰度对应所述激光的功率不同,其中,所述灰度越大的部位对应的激光的功率越小。
所述预设图案中的灰度越小的部位,对应的激光的功率越大;相应地,所述预设图案中灰度越大的部位,对应的激光的功率越小。
具体地,所述预设图案中的灰度越小的部位,对应的激光的功率越大,则,所述激光对所述第一釉料层230中对应的部分进行图案化时,去掉的部分越多,剩余的部分越少。剩余的部分越少,则剩余的部分中的阳离子越少,进而导致制备出来的陶瓷壳体10中的第一图案130中相应的部位的灰度越小。相应地,所述预设图案中灰度越大的部位,对应的激光的功率越小,则,所述激光对所述第一釉料层230中对应的部分进行图案化时,去掉的部分越少,剩余的部分越多。剩余的部分越多,则剩余的部分中的阳离子越多,进而导致制备出来的陶瓷壳体10中的第一图案130中相应的部位的灰度越大。
由此可见,通过所述激光对所述第一釉料层230的各个部分进行照射,根据所述预设图案的灰度不同选取相应的激光的功率,从而形成与所述预设图案的灰度对应的第一图案化层240,其中,所述第一图案化层240中厚度大的部位对应所述预设图案中灰度大的部分,所述第一图案化层240中厚度小的部位对应所述预设图案中的灰度小的部分。
在一实施方式中,通过所述激光对所述第一釉料层230的各个部分进行照射时,与所述预设图案中灰度最大的部位对应的所述第一釉料层230中的部位可进行激光照射,也可不进行激光照射,具体是否需要照射和所述第一釉料层230的厚度,以及所述第一釉料层230中金属阳离子120的多少相关。相应地,与所述预设图案中灰度最小的部位对应的所述第一釉料层230中的部位可进行激光照射,也可不进行激光照射,具体是否需要照射和所述第一釉料层230的厚度,以及所述第一釉料层230中金属阳离子120的多少相关。只要满足,最终制备出来的陶瓷壳体10中的第一图案130的灰度和所述预设图案的灰度一致即可。
在本实施方式中,对所述第一釉料层230进激光照射时,对应所述预设图案中灰度最大的部位的镭雕设备输出的激光的功率为0%;对应预设图案中灰度最小的部位的镭雕设备输出的激光的功率为100%。
S123,利用所述激光对所述第一釉料层230进行照射以去除第一釉料层230中的部分釉料形成所述第一图案化层240。
在一实施方式中,利用所述激光对所述第一釉料层230进行照射时,可沿着预设路径进行照射,比如,所述第一釉料层230包括相背的一端及另一端,那么,所述预设路径可以为从所述第一釉料层230的所述一端向所述第一釉料层230的所述另一端。
在另一实施方式中,利用所述激光对所述第一釉料层230进行照射,可按照所述预设图案的灰度不同进行照射,比如,可先根据所述预设图案中灰度最大的部位对所述第一釉料层230进行照射,再逐渐根据所述预设图案中灰度的降低对所述第一釉料层230中的相应部位进行照射。可以理解地,在其他实施方式中,可也先根据所述预设图案中灰度最小的部位对所述第一釉料层230进行照射,再逐渐根据所述预设图案中灰度的增大对所述第一釉料层230中相应的部位进行照射。
S130,根据所述壳体生坯210a及第一图案化层240以得到具有第一图案130的陶瓷壳体10。
具体地,请参阅图6,图6为图1中S130所包括的流程示意图。在一实施方式中,S130包括S130a及S130b,S130a及S130b详细介绍如下。
S130a,将所述壳体生坯210a及所述第一图案化层240进行排胶烧结以得到陶瓷壳体坯件210b。
将设置有第一图案化层240的壳体生坯210a进行烧结,在烧结的过程中,所述第一图案化层240中的粘稠剂挥发,所述第一图案化层240中的金属阳离子120通过所述壳体生坯210a的表面而渗透进入(渗入)所述壳体生坯210a的内部。在对所述壳体生坯210a进行烧结的温度及时间一定的情况下,当壳体生坯210a中对应的第一图案化层240中的部分越厚时,渗透进入所述壳体生坯210a内部的金属阳离子120越多,因此,最终制备出来的陶瓷壳体10中相应的部位的灰度越大;相应地,当壳体生坯210a中对应的第一图案化层240中的部分越薄时,渗透进入所述壳体生坯210a内部的金属阳离子120越少,因此,最终制备出来的陶瓷壳体10中相应部位的灰度越小。因此,当所述第一图案化层240按照厚度梯度变化时,则经过对所述壳体生坯210a及所述第一图案化层240的烧结,金属阳离子120渗透进入壳体生坯210a,当对所述壳体生坯210a及所述第一图案化层240进行排胶烧结时,金属阳离子120在陶瓷壳体坯件210b中显色,从而形成具有某种颜色(如第一图案130具有第一颜色)的装饰效果。
请一并参阅图7,图7为图6中S130a所包括的流程示意图。在一实施方式中,S130a包括S131a、S132a及S133a,S131a、S132a及S133a详细描述如下。
S131a,将所述壳体生坯210a进行逐步升温至800℃至950℃进行排胶,所述排胶时间的范围为2h至3h,以使所述壳体生坯210a中的粘结剂排出。
在一实施方式中,进行排胶时的压力为常压。需要说明的是,本申请实施方式所指的常压通常是指标准大气压。
当壳体生坯210a的原料组分还包括分散剂时,分散剂在排胶时也会发生分解或挥发,从而排除。
需要说明的是,本申请实施方式所指的常压通常是指标准大气压。
S132a,逐步升温至1350℃至1500℃,进行烧结,所述烧结的时间范围为8h至10h。以及
S133a,降温,得到所述陶瓷壳体坯件210b。
需要说明的是,排胶时间及烧结时间不包括升温及冷却降温所需要的时间。在一实施方式中,降温为降温到室温,所谓室温,在一实施方式中为25℃或25℃左右。
可选地,所述排胶的温度为800℃至950℃,具体地,可以为但不限于为800℃、或820℃、或840℃、或860℃、或880℃、或900℃、或920℃、或940℃、或950℃等。排胶的温度过低,则粘合剂排除时间过长,影响生产效率,甚至无法完全排除,易使得进行烧结时,在陶瓷壳体坯件210b上留下气孔,影响得到的陶瓷壳体坯件210b的机械强度,排胶的温度过高,粘合剂分解或挥发太剧烈,容易在陶瓷壳体坯件210b中残留气泡,影响制得的陶瓷壳体坯件210b的机械强度,此外,排胶温度过高,陶瓷可能过早发生结晶,也会使陶瓷壳体坯件210b的机械强度降低。
可选地,所述排胶的时间为2h(小时)至3h,具体地,可以为但不限于为120min(分钟)、或130min、或140min、或150min、或160min、或170min、或180min等。排胶的时间过短,则排胶不完全,易使制得的陶瓷壳体坯件210b中残留气泡,排胶的时间过短,影响生产效率。
可选地,烧结的温度的范围为1350℃至1500℃;具体地,可以为但不限于为1350℃、或1380℃、或1400℃、或1420℃、或1450℃、或1480℃、或1500℃等。烧结的温度太低,则陶瓷壳体坯件210b没有成瓷;烧结的温度太高,则容易造成过烧,影响制得的陶瓷壳体坯件210b的机械强度。
可选地,烧结的时间的范围为8h至10h;具体地,可以为但不限于为8h、或8.5h、或9h、或9.5h、或10h等。壳体生坯210a烧结的时间太长,容易让陶瓷晶粒生长过大,不利于提高陶瓷壳体坯件210b的机械强度,壳体生坯210a烧结的时间过短,陶瓷粉体之间的致密性不够,容易存在成瓷不充分,也会影响制得的陶瓷壳体坯件210b的机械强度。
S130b,将所述陶瓷壳体坯件210b进行加工以得到预设尺寸且具有第一图案130的陶瓷壳体10。
请参阅图8,图8为图6中S130b所包括的流程示意图。S130b包括S131b及S132b,S131b及S132b详细描述如下。
S131b,将所述陶瓷壳体坯件210b进行CNC加工以得到预设尺寸的所述陶瓷壳体10。
所谓CNC,是指计算机数字控制加工(Computerized Numerical ControlMachining,CNC)处理。
S132b,对所述预设尺寸的所述陶瓷壳体10显露所述第一图案130的表面进行研磨抛光。
在一实施方式中,S132b具体如下:对所述预设尺寸的所述陶瓷壳体10显露所述第一图案130的表面进行研磨抛光以得到陶瓷壳体10,其中,所述陶瓷壳体10显露所述第一图案130的表面光泽度为130Gu至160Gu。
所述预设尺寸包括但不仅限于为包括宽度、长度、厚度、弯曲度等。所述预设尺寸根据所述陶瓷壳体10所适用的电子设备1的尺寸而定。举例而言,当所述陶瓷壳体10适用于手机上且作为手机的后盖时,所述陶瓷壳体10的长度*宽度可以为但不仅限于为140mm*70mm、或150mm*80mm等。在一实施方式中,将设置有第一图案化层240的壳体生坯210a进行烧结得到的陶瓷壳体坯件210b,对所述陶瓷壳体坯件210b进行加工得到的具有第一图案130的陶瓷壳体10的厚度为0.2mm至1.0mm。举例而言,所述陶瓷壳体10的厚度为0.2mm,或0.25mm,或0.3mm,或0.35mm,或0.4mm,或0.45mm,或0.5mm,或0.55mm,或0.6mm,或0.65mm,或0.7mm,或0.75mm,或0.8mm,或0.85mm,或0.9mm,或0.95mm,或1.0mm。相应地,所述陶瓷壳体10中被所述金属阳离子120渗入的部分的厚度为1μm至300μm。举例而言,所述陶瓷壳体10中被所述金属阳离子120渗入的部分的厚度为1μm,或1.5μm,或2μm,或5μm,或10μm,或15μm,或20μm,或30μm,或40μm,或50μm,或60μm,或70μm,或80μm,或90μm,或100μm,或110μm,或120μm,或130μm,或140μm,或150μm,或160μm,或170μm,或180μm,或190μm,或200μm,或210μm,或220μm,或230μm,或240μm,或250μm,或260μm,或270μm,或280μm,或290μm,或300μm。
在一实施方式中,将设置有第一图案化层240的壳体生坯210a进行烧结得到的陶瓷壳体坯件210b,对所述陶瓷壳体坯件210b进行加工得到的具有第一图案130的陶瓷壳体10的厚度为35mm至0.55mm。举例而言,所述陶瓷壳体10的厚度为0.35mm,或0.38mm,或0.4mm,或0.42mm,或0.45mm,或0.48mm,或0.5mm,或0.55mm。相应地,所述陶瓷壳体10中被所述金属阳离子120渗入的部分的厚度为1μm至200μm。举例而言,所述陶瓷壳体10中被所述金属阳离子120渗入的部分的厚度为1μm,或1.5μm,或2μm,或5μm,或10μm,或15μm,或20μm,或30μm,或40μm,或50μm,或60μm,或70μm,或80μm,或90μm,或100μm,或110μm,或120μm,或130μm,或140μm,或150μm,或160μm,或170μm,或180μm,或190μm,或200μm。所述陶瓷壳体10中被所述金属阳离子120渗入且灰度最小处的部分的厚度为1μm至2μm,所述陶瓷壳体10中被所述金属阳离子120渗入且灰度最大处的部分的厚度为100μm至200μm。举例而言,所述陶瓷壳体10中被所述金属阳离子120渗入且灰度最小处的部分的厚度1μm,或1.2μm,或1.5μm,或1.8μm或2μm;相应地,所述陶瓷壳体10中被所述金属阳离子120渗入且灰度最大处的部分的厚度为100μm,或105μm,或110μm,或115μm,或120μm,或125μm,或130μm,或135μm,或140μm,或145μm,或150μm,或155μm,或160μm,或165μm,或170μm,或175μm,或180μm,或185μm,或190μm,或195μm,或200μm。
对预设尺寸的陶瓷壳体10显露所述第一图案130的表面进行研磨及抛光,以得到高光状态的陶瓷壳体10。可选地,所述陶瓷壳体10表面的光泽度(60°角测试)为130Gu至160Gu。具体地,陶瓷壳体10的光泽度可以为但不限于为130Gu、135Gu、140Gu、145Gu、150Gu、155Gu、160Gu等。当陶瓷壳体10的表面的光泽度过低(例如低于110Gu)时,则所述陶瓷壳体10的表面的光泽不明显,影响陶瓷壳体10的质感;当陶瓷壳体10的表面的光泽度过高(例如高于160Gu)时,则提高了制备陶瓷壳体10的表面的成本及工艺难度。当所述陶瓷壳体10表面的光泽度为110Gu至160Gu时,陶瓷壳体10表面具有良好的光泽度,同时又易于制得。
可选地,本申请的陶瓷壳体10的维氏硬度可以为但不限于为1200HV至1400HV。具体地,可以为但不限于为1200HV、1230HV、1250HV、1280HV、1300HV、1320HV、1350HV、1380HV、1400HV等。陶瓷壳体10的维氏硬度越高,得到的陶瓷壳体10的硬度越高。
此外,由于所述第一图案化层240中的金属阳离子120渗透进入壳体生坯210a,当对所述壳体生坯210a及所述第一图案化层240进行排胶烧结时,金属阳离子120在陶瓷壳体坯件210b中显色,金属阳离子120的渗入对所述陶瓷壳体10的结构强度影响较小。换而言之,有金属阳离子120渗透进入的所述陶瓷壳体10的部分的硬度和未渗透进入所述金属阳离子120的所述陶瓷壳体10的部分的硬度相当,从而使得最终制备的陶瓷壳体10的各个部分的强度相当。
由前面介绍可知,本申请实施方式提供的陶瓷壳体制备方法在壳体生坯210a的表面设置第一釉料层230,并利用激光对第一釉料层230进行图案化形成第一图案化层240。当对设置有第一图案化层240的陶瓷壳体10进行烧结时,第一图案化层240中的金属阳离子120做为显色物质120渗透进入(渗入)到陶瓷壳体坯件210b中中而显色。在对所述壳体生坯210a进行烧结的温度及时间一定的情况下,当陶瓷壳体10中对应的第一图案化层240中的部分越厚时,渗透进入所述陶瓷壳体坯件210b内部的金属阳离子120越多,因此,最终制备出来的陶瓷壳体10中相应的部位的灰度越大;相应地,当壳体生坯210a中对应的第一图案化层240中的部分越薄时,渗透进入所述陶瓷壳体坯件210b内部的金属阳离子120越少,因此,最终制备出来的陶瓷壳体10中相应部位的灰度越小。因此,本申请实施方式提供的陶瓷壳体制备方法可控制所述第一图案化层240中各个部分的厚度,即可控制渗透进入所述陶瓷壳体10中的金属阳离子120的含量,从而形成具有某种颜色(如第一图案130具有第一颜色)按照灰度梯度变化的装饰效果。
综上所述,本申请实施方式提供的陶瓷壳体制备方法在形成所述第一图案130时,可兼所述陶瓷壳体10中第一图案130的颜色灰度变化、第一图案130的精细度、所述陶瓷壳体10的硬度、以及所述陶瓷壳体10的表面光泽度,进而制备出来的陶瓷壳体10的外观效果较好。
此外,本申请实施方式提供的陶瓷壳体制备方法,所述壳体生坯210a尚未经过烧结,对壳体生坯210a及第一图案化层240进行排胶烧结,从而可避免多次(比如大于或等于2次)烧结对最终制备的陶瓷壳体10的强度的影响。若所述陶瓷壳体10在制备的过程中经过2次及以上的烧结,则在第二次及后续的烧结时,会使得陶瓷壳体10内的晶体粒径长大,进行影响到最终形成的陶瓷壳体10的强度。因此,本申请实施方式中对所述壳体生坯210a及所述第一图案化层240进行一次烧结,可使得最终制备成的陶瓷壳体10的强度较大。
下面对本申请实施方式提供的陶瓷壳体10的强度进行说明。通常用落球强度来表征一个待测试物体(本申请中待测试物体为陶瓷壳体10)的强度。在国标中,所谓落球强度,是以重量为32g的钢球,从距离所述待测试物体预设高度落下至所述待测试物体的中心,连续砸5次,观察所述待测试物体是否裂开。若所述待测试物体没有裂开,则,在所述预设高度的基础上再增加5cm(厘米),重新执行落下至所述待测试物体的中线,并连续砸5次,观察待测试物体是否裂开。依次往复,直至第N次所述钢球将所述待测试物体砸裂。那么,则表明钢球对待测试物体进行砸落时,第N-1次测试时的所述钢球距离所述待测试物体的高度为所述待测试物体能够承受的最大高度,所述最大高度被称为落球强度。
举例而言,所述钢球以距离陶瓷壳体10 60cm的高度,落下至所述陶瓷壳体10的中心,连续砸5次,若所述陶瓷壳体10未裂开,则再继续升高5cm进行下一轮测试。即,所述钢球以距离陶瓷壳体1065cm的高度,落下至所述陶瓷壳体10的中心,连续砸5次,若所述陶瓷壳体10未裂开,则,进行下一轮测试。即,所述钢球以距离陶瓷壳体1065cm的高度,落下至所述陶瓷壳体10的中心,连续砸5次,若所述陶瓷壳体10裂开,则说明所述钢球以距离所述陶瓷壳体1065cm的高度为所述陶瓷壳体10能够承受的最大高度,即,所述钢球的落球强度为65cm。
为了保证试验结果的可靠性,通常选取多个(通常选取10个)陶瓷壳体10进行测试,所述多个陶瓷壳体10的落球强度的均值作为所述陶瓷壳体10的落球强度均值。
通常而言,对于同样制备方法得到的陶瓷壳体10,陶瓷壳体10的厚度越大,则所述陶瓷壳体10的落球强度越大。
比如,所述陶瓷壳体10的厚度为0.35mm至0.55mm;所述陶瓷壳体10的厚度越大,则所述陶瓷壳体10的落球强度越大。当所述陶瓷壳体10的厚度为0.33mm时,所述陶瓷壳体10的落球强度均值为50cm至55cm;当所述陶瓷壳体10的厚度为0.55mm时,所述陶瓷壳体10的落球强度均值为85cm至88cm。因此,当所述陶瓷壳体10的厚度为0.35mm至0.55mm,所述陶瓷壳体10的落球强度均值为50cm至88cm。
请参阅图9及图10,图9为本申请一实施方式提供的陶瓷壳体制备方法的流程图;图10(a)~图10(g)为图9中各个步骤对应的结构示意图。在本实施方式中,所述陶瓷壳体制备方法还包括S10及S20,S10及S20详细描述如下。
S10,在所述壳体生坯210a表面形成第二釉料层260,所述第二釉料层260与所述第一釉料层230间隔设置。请参阅图10(c)。
当所述陶瓷壳体制备方法还包括S10时,所述S10可以位于S110之前,或者S10位于S110之后,或者S10与S110同时进行。在实施方式的示意图中,以S10位于S110之后为例进行示意,不应当理解为对本申请实施方式提供的陶瓷壳体制备方法的限定。
对所述第二釉料层260进行图案化以形成第二图案化层270,可以为但不仅限于为用激光雕刻、或纹理压印、或掩膜板及刻蚀等。
请一并参阅图11,图11为图9中S10包括的流程示意图。S10包括S11及S12,接下来对S11及S12详细描述如下。
S11,在所述壳体生坯210a的表面的部分区域设置第二釉料浆液250。当所S10包括S11时,且S110包括S112时,S11可以位于S112之后,或者,S11可以位于S112之前,或者S11与S112同步进行。所述壳体生坯210a请参阅图10(a),S11对应的结构图请参阅图10(b)。
下面对所述第二釉料浆液250进行详细说明。在一实施方式中,所述第二釉料浆液250包括釉料溶液及粘稠剂,其中,所述釉料溶液与所述粘稠剂的质量比的范围为1:1至3:1;所述釉料溶液包括含有金属阳离子盐与溶剂,其中,所述金属阳离子盐与所述溶剂的重量百分比为5%至95%。
所述第二釉料浆液250中的所述粘稠剂可以为但不仅限于为环氧树脂、或酚醛树脂等。所述第二釉料浆液250中的粘稠剂可以与所述第一釉料浆液220中的粘稠剂相同,也可以不相同,在本申请中不做限定。所述粘稠剂用于使得所述第二釉料浆液250具有一定的粘度,便于在所述壳体生坯210a的表面设置所述第二釉料浆液250。
接下来对所述第二釉料浆液250进行详细介绍。所述第二釉料浆液250中,所述釉料溶液与所述粘稠剂的质量比的范围为1:1至3:1,可以为但不仅限于为1:1,或1.5:1,或2:1,或2.5:1,或3:1。当所述釉料溶液与所述粘稠剂的质量百分比小于1:1时,则所述粘稠剂的比例过高,导致所述第二釉料浆液250的粘度较高,不利于喷涂。当所述釉料溶液与所述粘稠剂的质量百分比大于3:1时,则所述粘稠剂的比例过低,导致所述第二釉料浆液250的粘度不够,当所述第二釉料浆液250设置在所述壳体生坯210a的表面上时,则较容易流动,进而使得最终制备出来的陶瓷壳体10中的第二图案140不良。因此,本申请实施方式中,所述釉料溶液与所述粘稠剂的质量比的范围为1:1至3:1,可避免所述第二釉料浆液250的粘度过低导致的在所述壳体生坯210a的表面上流动导致的制备出来的第二图案140不良,且可提升将所述第二釉料浆液250设置时的方便性。所述第二釉料浆液250中的釉料溶液与所述粘稠剂的质量比,可以与所述第一釉料浆液220中的釉料溶液与所述粘稠剂的质量比相同,也可以不相同,在本申请中不做限定。
所述第二釉料浆液250中,所述釉料溶液中的金属阳离子盐包括但不仅限于铁离子盐、钴离子盐、镍离子盐中的一种或多种。举例而言,所述金属阳离子盐包括Fe2(C2O4)3,CoC2O4,NiC2O4,NiCO3,Co(NH3)4Cl中的一种或多种。需要说明的是,所谓多种,是指种类大于或等于两种。所述钴离子盐可以包括但不仅限于包括二价钴离子盐或三价钴离子盐。在一实施方式中,所述第二釉料浆液250中釉料溶液的金属阳离子盐与所述第一釉料浆液220中釉料溶液的金属阳离子盐不同,以使得最终制备出的第一图案130的第一颜色与第二图案140的第二颜色不同。
所述溶剂可以为但不仅限于为乙酸乙酯,或乙二醇,或丁醇,或甲苯,只要所述溶剂可溶解所述金属阳离子盐即可。所述第二釉料浆液250中的溶剂可以与所述第一釉料浆液220中的溶剂相同,也可以不相同,在本申请中不做限定。
所述金属阳离子盐与所述溶剂的重量百分比为5%至95%。比如,所述金属阳离子盐与所述溶剂的重量百分比可以为但不仅限于为:5%,或10%,或15%,或20%,或25%,或30%,或35%,或40%,或45%,或50%,或55%,60%,或65%,或70%,或75%,或75%,或80%,或90%,或95%。当所述金属阳离子盐与所述溶剂的重量百分比小于5%时,则所述金属阳离子盐的占比较小,会导致最终制备出来的第二图案140的颜色偏浅(即,灰度偏小),甚至颜色不明显。当所述金属阳离子盐与所述溶剂的重量百分比大于95%时,金属阳离子盐偏多,所述溶剂可能不能将所述金属盐离子盐完全溶解。因此,本申请实施方式中,所述金属阳离子盐与所述溶剂的重量百分比为5%至95%可兼顾最终制备出来的第二图案140的颜色灰度,以及溶剂溶解所述金属阳离子盐的能力。
所述第二釉料浆液250中所述釉料溶液的所述金属阳离子盐与所述溶剂的重量百分比可以与所述第一釉料浆液220中所述釉料溶液的所述金属阳离子盐与所述溶剂的重量百分比相同,也可以不相同,在本实施方式中不做限定。
需要说明的是,由于本申请实施方式中将所述第二釉料溶液设置于所述壳体生坯210a的表面,所述壳体生坯210a尚未经过烧结,相较于烧结后而言,未经过烧结的壳体生坯210a中的陶瓷粒料之间的间隙较大,因此,所述第二釉料溶液中的金属阳离子120能够较为容易地进入到所述陶瓷粒料之间的间隙,甚至进入到所述陶瓷粒料内部。换而言之,所述壳体生坯相对不致密,因此,所述第二釉料溶液能够较为容易地进入到壳体生坯210a内。由此可见,相对烧结后而言,即便所述金属阳离子盐与所述溶剂的重量百分比较小,比如为5%至50%时,第二釉料溶液也能较为容易地进入到所述壳体生坯210a的内部,进而使得最终制备出来的陶瓷壳体10具有质量较好(比如,灰度较为明显)的第二图案140。
此外,本申请实施方式中提供的陶瓷壳体制备方法,在所述壳体生坯210a的表面的至少部分区域设置第二釉料浆液250时,由于设置时的公差,设置在所述壳体生坯210a的表面的第二釉料浆液250的厚度也会存在公差。由于所述壳体生坯210a尚未经过烧结,所述第二釉料浆液250能够较为容易地进入到壳体生坯210a中。因此,不同壳体生坯210a表面的第二釉料浆液250厚度不同时会导致最终制备出来的陶瓷壳体10的第二图案140的灰度甚至图案稍显不同,使得制备出来的陶瓷壳体10呈现出唯一的特征。比如,所述第二图案140为大理石纹理时,那么,不同的陶瓷壳体10中的大理石纹理的灰度甚至图案稍显不同,使得所述陶瓷壳体10呈现出天然大理石的质感。
在所述壳体生坯210a的表面的部分区域设置第二釉料浆液250的方式可以为但不仅限于为:喷涂、淋涂、打印、刷涂等方式。
在所述壳体生坯210a上设置的所述第二釉料浆液250的厚度和釉料溶液中所述金属盐与所述溶剂的重量百分比、以及所述第二釉料浆液250中釉料溶液与粘稠剂的质量比相关。在釉料溶液中所述金属阳离子盐与所述溶剂的重量百分比为5%至95%、以及所述第二釉料浆液250中釉料溶液与粘稠剂的质量比的范围为1:1至3:1时,所述第二釉料浆液250的厚度小于或等于20μm。举例而言,所述第二釉料浆液250的厚度可以为但不仅限于为2μm,或5μm,或7μm,或10μm,或12μm,或15μm,或17μm,或20μm。
在所述第二釉料浆液250的厚度和釉料溶液中所述金属盐与所述溶剂的重量百分比、以及所述第二釉料浆液250中釉料溶液与粘稠剂的质量比一定的情况下,所述第二釉料浆液250的厚度和最终制备出来的陶瓷壳体10中第二图案140的灰度的最大值相关。
在所述第二釉料浆液250的厚度和釉料溶液中所述金属盐与所述溶剂的重量百分比、以及所述第二釉料浆液250中釉料溶液与粘稠剂的质量比一定的情况下:当所述第二釉料浆液250的厚度小于阈值厚度时,且所述第二釉料浆液250的厚度越厚,最终制备出来的陶瓷壳体10的第二图案140的最大灰度值越大;相应地,在所述第二釉料浆液250的厚度小于阈值厚度时,且所述第二釉料浆液250的厚度越薄,最终制备出来的陶瓷壳体10的第二图案140的最大灰度值越小。
可以理解地,在所述第二釉料浆液250的厚度和釉料溶液中所述金属盐与所述溶剂的重量百分比、以及所述第二釉料浆液250中釉料溶液与粘稠剂的质量比一定的情况下:当所述第二釉料浆液250的厚度大于或等于阈值厚度时,最终制备出来的陶瓷壳体10的第二图案140的最大灰度变化随着所述第二釉料浆液250的厚度的变化而变化的程度较小,甚至不再变化。举例而言,在本实施方式中,所述阈值厚度的大小可以为但不仅限于为20μm,或者为25μm,或者为30μm。
当所述第二釉料浆液250的厚度大于或等于所述阈值厚度时,当后续用激光对所述第二釉料浆液250得到的第二釉料层260进行图案化时所需要的时间较长,因此,制备所述陶瓷壳体10所用的时间较长,制备效率下降。
本申请实施方式中,在釉料溶液中所述金属阳离子盐与所述溶剂的重量百分比为5%至95%、以及所述第二釉料浆液250中釉料溶液与粘稠剂的质量比的范围为1:1至3:1时,所述第二釉料浆液250的厚度小于或等于20μm,一方面可满足最终制备出的陶瓷壳体10的第二预设图案的灰度满足要求,另一方面可兼顾后续用激光对所述第二釉料浆液250得到的第二釉料层260进行图案化时所需要的时间,使得制备所述陶瓷壳体10的效果较好。
S12,将第二釉料浆液250烘干以得到第二釉料层260。
当S10包括S12,且S110包括S113时,S12可位于S113之前,或S12位于S113之后,或S12和S113同步进行,在本申请实施方式中不做限定。在本实施方式中,以S12和S113同步进行为例进行说明。可以理解地,当S12和S113同步进行时,可节约烘干时间,有利于缩短制备所述陶瓷壳体10的时间。请参阅图10(b)及图10(c)。
将设置于第二釉料浆液250的所述壳体生坯210a进行烘干,所述第二釉料浆液250中釉料溶液中的溶剂挥发,剩余金属阳离子盐与所述粘稠剂,以形成所述第二釉料层260。
对设置有第二釉料浆液250的所述壳体生坯210a进行烘干所需要的时间和温度和所述第二釉料浆液250的厚度相关。具体地,在一实施方式中,S12具体包括:于80℃至150℃,烘烤20分钟至50分钟,以在所述壳体生坯210a的表面的至少部分区域形成所述第二釉料层260。
烘烤温度为80℃至150℃,则所述烘烤温度包括但不仅限于为80℃,或90℃,或100℃,或110℃,或120℃,或130℃,或140℃,或150℃。
烘烤时间为烤20分钟至50分钟,则所述烘烤时间包括但不仅限于为20分钟,或25分钟,或30分钟,或35分钟,或40分钟,或45分钟,或50分钟。
将设置有第二釉料浆液250的所述壳体生坯210a进行烘干,是为了使得所述第二釉料浆液250中的溶剂挥发,使得所述金属阳离子盐固定在所述壳体生坯210a的表面,便于后续用激光图案化。对于同样的第二釉料浆液250而言,烘烤温度越高,则烘烤时间越短;相应地,当烘烤温度越低,则烘烤时间越长。
S20,对所述第二釉料层260进行图案化以形成第二图案化层270,所述第二图案化层270与所述第一图案化层240间隔设置。
当所述陶瓷壳体制备方法还包括S20时,所述S20可以位于S120之前,或者S20位于S120之后,或者S20与S120同时进行。在实施方式的示意图中,以S20位于S120之后为例进行示意,不应当理解为对本申请实施方式提供的陶瓷壳体制备方法的限定。经过S20之后,对应的结构请参阅图10(d)。
相应地,S130包括S130’,S130’详细介绍如下。
S130’,将所述壳体生坯210a、所述第一图案化层240及第二图案化层270进行排胶烧结以得到陶瓷壳体坯件210b。
S130’中的排胶烧结请参阅前面描述,在此不再赘述。经过S130’对应的结构请参阅图10(e)。
S140’,将所述陶瓷壳体坯件210b进行加工以得到预设尺寸且具有第一图案130及第二图案140的陶瓷壳体10,其中,所述第一图案130具有第一颜色,所述第二图案140具有第二颜色。所述第一颜色与所述第二颜色不同。举例而言,所述第一颜色为灰色,所述第二颜色为红色;或者,所述第一颜色为灰色,所述第二颜色为黄色。经过S140’对应的结构请参阅图10(f)和图10(g),其中图10(g)为图10(f)沿A-A线的剖面图。
综上所述,本申请实施方式提供的陶瓷壳体制备方法包括S110、S10、S120、S20、S130’及S140’。图10(a)至图10(g)为本实施方式提供的陶瓷壳体制备方法对应的结构示意图。
请一并参阅图12及图13,图12为本申请另一实施方式提供的陶瓷壳体制备方法的流程图;图13为图12中对应的结构示意图。所述陶瓷壳体制备方法包括S110、S120、S130及S140,且在S130与S140之间,所述陶瓷壳体制备方法还包括S1、S2及S3。换而言之,所述陶瓷壳体制备方法包括S110、S120、S130、S1、S2、S3及S140。S1、S2及S3详细介绍如下。
S1,在所述陶瓷壳体坯件210b的至少部分表面形成第二釉料层260。
具体地,所述陶瓷壳体坯件210b上具有第一图案130,请参阅图13(a)。所述第二釉料层260由设置在陶瓷壳体坯件210b上的第二釉料浆液250烘干后形成。具体地,在所述陶瓷壳体坯件210b上设置第二釉料浆液250请参阅图13(b),经过S1之后的结构示意图请参阅图13(c)。
在本实施方式中,所述第二釉料层260可设置于所述陶瓷壳体坯件210b的部分区域或全部区域。
本实施方式提供的陶瓷壳体制备方法中所述第二釉料层260与前面实施方式中提供的陶瓷壳体制备方法中的第二釉料层260基本相同,不同之处在于,在前面实施方式中,所述第二釉料层260设置于壳体生坯210a上,而在本实施方式中所述第二釉料层260是设置在陶瓷壳体坯件210b上。前面实施方式中所述第二釉料浆液250中釉料溶液包括含有金属阳离子盐与溶剂,其中,所述金属阳离子盐与所述溶剂的重量百分比为5%至95%。在本实施方式中,第二釉料浆液250中釉料溶液包括含有金属阳离子盐与溶剂,其中,所述金属阳离子盐与所述溶剂的重量百分比为50%至75%。
具体地,在本实施方式中,所述第二釉料浆液250包括釉料溶液及粘稠剂,其中,所述釉料溶液与所述粘稠剂的质量比的范围为1:1至3:1;所述釉料溶液包括含有金属阳离子盐与溶剂,其中,所述金属阳离子盐与所述溶剂的重量百分比为50%至75%。
所述第二釉料浆液250中的所述粘稠剂可以为但不仅限于为环氧树脂、或酚醛树脂等。所述第二釉料浆液250中的粘稠剂可以与所述第一釉料浆液220中的粘稠剂相同,也可以不相同,在本申请中不做限定。所述粘稠剂用于使得所述第二釉料浆液250具有一定的粘度,便于在所述壳体生坯210a的表面设置所述第二釉料浆液250。
接下来对所述第二釉料浆液250进行详细介绍。所述第二釉料浆液250中,所述釉料溶液与所述粘稠剂的质量比的范围为1:1至3:1,可以为但不仅限于为1:1,或1.5:1,或2:1,或2.5:1,或3:1。当所述釉料溶液与所述粘稠剂的质量百分比小于1:1时,则所述粘稠剂的比例过高,导致所述第二釉料浆液250的粘度较高,不利于喷涂。当所述釉料溶液与所述粘稠剂的质量百分比大于3:1时,则所述粘稠剂的比例过低,导致所述第二釉料浆液250的粘度不够,当所述第二釉料浆液250设置在所述壳体生坯210a的表面上时,则较容易流动,进而使得最终制备出来的陶瓷壳体10中的第二图案140不良。因此,本申请实施方式中,所述釉料溶液与所述粘稠剂的质量比的范围为1:1至3:1,可避免所述第二釉料浆液250的粘度过低导致的在所述壳体生坯210a的表面上流动导致的制备出来的第二图案140不良,且可提升将所述第二釉料浆液250设置时的方便性。所述第二釉料浆液250中的釉料溶液与所述粘稠剂的质量比,可以与所述第一釉料浆液220中的釉料溶液与所述粘稠剂的质量比相同,也可以不相同,在本申请中不做限定。
所述第二釉料浆液250中,所述釉料溶液中的金属阳离子盐包括但不仅限于铁离子盐、钴离子盐、镍离子盐中的一种或多种。举例而言,所述金属阳离子盐包括Fe2(C2O4)3,CoC2O4,NiC2O4,NiCO3,Co(NH3)4Cl中的一种或多种。需要说明的是,所谓多种,是指种类大于或等于两种。所述钴离子盐可以包括但不仅限于包括二价钴离子盐或三价钴离子盐。在一实施方式中,所述第二釉料浆液250中釉料溶液的金属阳离子盐与所述第一釉料浆液220中釉料溶液的金属阳离子盐不同,以使得最终制备出的第一图案130的第一颜色与第二图案140的第二颜色不同。
所述溶剂可以为但不仅限于为乙酸乙酯,或乙二醇,或丁醇,或甲苯,只要所述溶剂可溶解所述金属阳离子盐即可。所述第二釉料浆液250中的溶剂可以与所述第一釉料浆液220中的溶剂相同,也可以不相同,在本申请中不做限定。
所述金属阳离子盐与所述溶剂的重量百分比为50%至75%,可以为但不仅限于为:50%,或55%,60%,或65%,或70%,或75%。当所述金属阳离子盐与所述溶剂的重量百分比小于50%时,则所述金属阳离子盐的占比较小,会导致最终制备出来的第一图案130的颜色偏浅(即,灰度偏小),甚至颜色不明显。当所述金属阳离子盐与所述溶剂的重量百分比大于75%时,金属阳离子盐偏多,所述溶剂可能不能将所述金属盐离子盐完全溶解。因此,本申请实施方式中,所述金属阳离子盐与所述溶剂的重量百分比为50%至75%可兼顾最终制备出来的第一图案130的颜色灰度,以及溶剂溶解所述金属阳离子盐的能力。
所述第二釉料浆液250中所述釉料溶液的所述金属阳离子盐与所述溶剂的重量百分比可以与所述第一釉料浆液220中所述釉料溶液的所述金属阳离子盐与所述溶剂的重量百分比相同,也可以不相同,在本实施方式中不做限定。
在所述陶瓷壳体坯件210b的表面的部分区域设置第二釉料浆液250的方式可以为但不仅限于为:喷涂、淋涂、打印、刷涂等方式。
在所述陶瓷壳体坯件210b上设置的所述第二釉料浆液250的厚度和釉料溶液中所述金属盐与所述溶剂的重量百分比、以及所述第二釉料浆液250中釉料溶液与粘稠剂的质量比相关。在釉料溶液中所述金属阳离子盐与所述溶剂的重量百分比为50%至75%、以及所述第二釉料浆液250中釉料溶液与粘稠剂的质量比的范围为1:1至3:1时,所述第二釉料浆液250的厚度小于或等于20μm。举例而言,所述第二釉料浆液250的厚度可以为但不仅限于为2μm,或5μm,或7μm,或10μm,或12μm,或15μm,或17μm,或20μm。
在所述第二釉料浆液250的厚度和釉料溶液中所述金属盐与所述溶剂的重量百分比、以及所述第二釉料浆液250中釉料溶液与粘稠剂的质量比一定的情况下,所述第二釉料浆液250的厚度和最终制备出来的陶瓷壳体10中第二图案140的灰度的最大值相关。
在所述第二釉料浆液250的厚度和釉料溶液中所述金属盐与所述溶剂的重量百分比、以及所述第二釉料浆液250中釉料溶液与粘稠剂的质量比一定的情况下:当所述第二釉料浆液250的厚度小于阈值厚度时,且所述第二釉料浆液250的厚度越厚,最终制备出来的陶瓷壳体10的第二图案140的最大灰度值越大;相应地,在所述第二釉料浆液250的厚度小于阈值厚度时,且所述第二釉料浆液250的厚度越薄,最终制备出来的陶瓷壳体10的第二图案140的最大灰度值越小。
可以理解地,在所述第二釉料浆液250的厚度和釉料溶液中所述金属盐与所述溶剂的重量百分比、以及所述第二釉料浆液250中釉料溶液与粘稠剂的质量比一定的情况下:当所述第二釉料浆液250的厚度大于或等于阈值厚度时,最终制备出来的陶瓷壳体10的第二图案140的最大灰度变化随着所述第二釉料浆液250的厚度的变化而变化的程度较小,甚至不再变化。举例而言,在本实施方式中,所述阈值厚度的大小可以为但不仅限于为20μm,或者为25μm,或者为30μm。
当所述第二釉料浆液250的厚度大于或等于所述阈值厚度时,当后续用激光对所述第二釉料浆液250得到的第二釉料层260进行图案化时所需要的时间较长,因此,制备所述陶瓷壳体10所用的时间较长,制备效率下降。
本申请实施方式中,在釉料溶液中所述金属阳离子盐与所述溶剂的重量百分比为50%至75%、以及所述第二釉料浆液250中釉料溶液与粘稠剂的质量比的范围为1:1至3:1时,所述第二釉料浆液250的厚度小于或等于20μm,一方面可满足最终制备出的陶瓷壳体10的第二预设图案的灰度满足要求,另一方面可兼顾后续用激光对所述第二釉料浆液250得到的第二釉料层260进行图案化时所需要的时间,使得制备所述陶瓷壳体10的效果较好。
此外,本申请实施方式中提供的陶瓷壳体制备方法,在所述壳体生坯210a的表面的至少部分区域设置第二釉料浆液250时,由于设置时的公差,设置在所述壳体生坯210a的表面的第二釉料浆液250的厚度也会存在公差。由于所述壳体生坯210a尚未经过烧结,所述第二釉料浆液250能够较为容易地进入到壳体生坯210a中。因此,不同壳体生坯210a表面的第二釉料浆液250厚度不同时会导致最终制备出来的陶瓷壳体10的第二图案140的灰度甚至图案稍显不同,使得制备出来的陶瓷壳体10呈现出唯一的特征。比如,所述第二图案140为大理石纹理时,那么,不同的陶瓷壳体10中的大理石纹理的灰度甚至图案稍显不同,使得所述陶瓷壳体10呈现出天然大理石的质感。
S2,对所述第二釉料层260进行图案化以形成第二图案化层270。
对所述第二釉料层260进行图案化以形成第二图案化层270的方式可以为为但不仅限于为用激光雕刻、或纹理压印、或掩膜板及刻蚀等。
具体地,请参阅图13(d),本实施方式中的第二图案化层270的形状和上一实施方式提供的第二图案化层270的形状可以相同,也可以不相同,以本实施方式中所述第二图案化层270的形状与上一实施方式中提供的第二图案化层270的形状不同为例进行示意,不应当理解为对本申请实施方式提供的陶瓷壳体制备方法的限定。
需要说明的是,在本实施方式的示意图中,第二釉料层260设置于所述陶瓷壳体坯件210b显露第一图案130的表面,且完全覆盖所述第一图案130所在的表面进行示意。在其他实施方式中,所述第一图案130可位于所述陶瓷壳体坯件210b的表面的左边区域,那么,所述第二釉料层260位于所述陶瓷壳体坯件210b的表面的右边区域。本申请对所述第二釉料浆液250及第二釉料层260相对于所述第一图案130的位置不做限定。
S3,将设置有第二图案化层270的陶瓷壳体坯件210b进行烧结,其中,所述第一图案130具有第一颜色,所述第二图案140具有第二颜色。
S140,将所述陶瓷壳体坯件210b进行加工以得到预设尺寸且具有第一图案130及第二图案140的陶瓷壳体10,其中,所述第一图案130具有第一颜色,所述第二图案140具有第二颜色。
请参阅图13(e)及图13(f),图13(e)为经过S3之后的结构示意图;图13(f)为图13(e)中沿B-B线的剖面示意图。
在本实施方式中,所述第一颜色与所述第二颜色不同。
需要说明的是,陶瓷壳体坯件210b由壳体生坯210a烧结形成,所述陶瓷壳体坯件210b比所述壳体生坯210a更加致密。换而言之,所述第二釉料溶液在所述陶瓷壳体坯件210b中的渗透性不如所述第二釉料溶液在所述壳体生坯210a中的渗透性。本实施方式提供的陶瓷壳体制备方法,在陶瓷壳体坯件210b的至少部分表面形成第二釉料层260,因此,所述第二釉料溶液的釉料溶液中所述金属阳离子盐与所述溶剂的重量百分比较高,为50%至75%,可有利于后续对所述陶瓷壳体坯件210b进行烧结时形成的陶瓷壳体10中的第二图案140的灰度较为明显。
此外,本实施方式提供的陶瓷壳体制备方法,由于所述陶瓷壳体坯件210b相较于壳体生坯210a更加致密,所述第二釉料溶液烘干得到的第二釉料层260在所述陶瓷壳体坯件210b的形状更加可控,对所述第二釉料层260进行图案化得到的第二图案化层270更加可控,即,金属阳离子120渗透进入所述陶瓷壳体坯件210b更加可控,因此,最终制得的陶瓷壳体10中第二图案140更加可控,精细度更高。换而言之,本实施方式提供的陶瓷壳体制备方法制备的陶瓷壳体10中第二图案140比第一图案130的精细度更高。
此外,虽然在本实施方式中,制备所述陶瓷壳体10包括将壳体生坯210a烧结为陶瓷壳体坯件210b,再将设置有第二图案化层270的陶瓷壳体坯件210b进行烧结以得到具有第一图案130及第二图案140的陶瓷壳体10,通过控制对设置有第二图案化层270的陶瓷壳体坯件210b进行烧结时的参数(如烧结温度及烧结时间),也可以使得制备的陶瓷壳体10的落球强度也可以保持在较高的范围内。
具体地,在本实施方式中,S3具体包括:于950℃至1200℃对设置有第二图案化层270的陶瓷壳体坯件210b进行烧结,烧结的时间范围为2h至3h,以得到具有第一图案130及第二图案140的陶瓷壳体10。
当温度小于950℃时,烧结温度过低,所述第二图案化层270中的金属阳离子120无法较好地渗入甚至无法渗入所述陶瓷壳体坯件210b形成的陶瓷壳体10中;此外,当温度小于950℃时,烧结温度过低,则所述陶瓷壳体坯件210b不能很好成瓷,影响最终制备出的陶瓷壳体10的结构强度。当温度大于1200℃时,会使得所述陶瓷壳体坯件210b进行烧结时形成的晶体的粒径长得过度,进而影响最终制备出来的陶瓷壳体10的强度。因此,本申请实施方式中,对设置有所述第二图案化层270的陶瓷壳体坯件210b进行烧结时选取的烧结温度为950℃至1200℃,一方面可保证制备得到的陶瓷壳体10具有较高的结构强度,另一方面可达到使得第二图案化层270中的金属阳离子120较好渗入所述陶瓷壳体坯件210b中,使得所述陶瓷壳体10的第二图案140具有较高的质量。
对设置有第二图案化层270的陶瓷壳体坯件210b进行烧结时选取的温度为950℃至1200℃,举例而言,所述温度可以为但不仅限于为950℃,或1000℃,或1050℃,或1100℃,或1150℃或1200℃。
烧结的时间的范围为2h(小时)至3h(小时),举例而言,烧结的时间范围为2h,或2h10min(分钟),或2h 20min,或2h 30min,或2h 40min,或2h 50min,或3h。
可以理解地,对于第二釉料层260厚度一定且所述陶瓷壳体坯件210b的厚度一定,且最终得到的陶瓷壳体10的质量及第二图案140的参数一定的情况下:所述烧结温度越高,则所需的烧结时间越短;相应地,所述烧结温度越低,则所需的烧结时间越长。
本申请实施方式中,对设置有第二图案化层270的陶瓷壳体坯件210b进行烧结时的烧结温度为950℃至1200℃,烧结时间为2h至3h,一方面可保证烧结得到的陶瓷壳体10及第二图案140的品质,另一方面可使得烧结用时较短,提升了所述陶瓷壳体10制备的效率。
此外,当需要制备具有大于两种颜色的图案时,可依次制备具有第一颜色的第一图案130、具有第二颜色的第二图案140、具有第N颜色的第N图案,其中,N≥3。从而实现使得制备的陶瓷壳体10具有多种颜色的图案。比如,可使得制备出来的陶瓷壳体10具有多色纹理效果。
本申请实施方式还提供一种陶瓷壳体10,所述陶瓷壳体10可由前面所述的陶瓷壳体制备方法制备而成;所述陶瓷壳体制备方法可制备本申请实施方式提供的陶瓷壳体10。所述陶瓷壳体10可应用于电子设备1(参见图19及图20),所述电子设备1可以为但不仅限于手机、平板电脑、笔记本电脑、台式电脑、智能手环、智能手表、电子阅读器、游戏机等具有陶瓷壳体10的设备。所述陶瓷壳体10应用于电子设备1时,可以为但不仅限于为电子设备1的后盖、中框、装饰件等。所述陶瓷壳体10可以为2D壳体、或者2.5D壳体或者3D壳体。
请一并参阅图14及图15,图14为本申请一实施方式提供的壳体的示意图;图15为图14中沿I-I线的剖面示意图。所述陶瓷壳体10包括壳体本体110,所述壳体本体110包括陶瓷材料,所述壳体本体110具有外观面(即第一表面111)。所述外观面显露第一图案130,其中,所述第一图案130由金属阳离子120渗入所述壳体本体110内呈现。
在本实施方式中,由于所述第一图案130由金属阳离子120渗入所述壳体本体110内呈现,因此,所述第一图案130不会额外增加所述陶瓷壳体10的厚度,所述壳体本体110的厚度即为所述陶瓷壳体10的厚度。
所述陶瓷壳体10为陶瓷壳体,所述壳体本体110为陶瓷材质。可选地,所述陶瓷材质包括氧化锆、氧化铝、二氧化硅、二氧化钛、氮化硅、氧化镁、氧化铬、氧化铍、五氧化二钒、三氧化二硼、尖晶石、氧化锌、氧化钙、莫来石、钛酸钡中的至少一种。在一具体实施例中,所述陶瓷材质包括氧化锆陶瓷。
本申请实施方式提供的陶瓷壳体10具有第一图案130,因此,所述陶瓷壳体10具有装饰效果,当所述陶瓷壳体10应用于电子设备1中时,使得所述电子设备1具有较好的外观效果,以及具有较好的区分度。
所述第一图案130的装饰效果包括纹理效果及渐变效果中的至少一者。在图14及图15中以所述第一图案130的装饰效果为纹理效果为例进行示意。请一并参阅图16及图17,图16为本申请另一实施方式提供的壳体的示意图;图17为图16中沿II-II线的剖面示意图。在图16及图17中,以所述第一图案130的装饰效果为渐变效果为例进行示意。
当所述第一图案130的装饰效果包括纹理效果时,所述第一图案130为纹理图案,比如,所述第一图案130包括按照预设规律排布的多个纹理,比如,按照预设规律排布的多个线条(比如,直线段,或弧线端,或双曲线段),或者按照预设规律排布的多个图形(比如,三角形,或四边形,或圆形,或圆环形)。当所述第一图案130的装饰效果包括渐变效果时,比如,可以包括水墨渐变图案,或者大理石纹路的渐变图案等。需要说明的是,所述渐变效果体现在所述金属阳离子120在所述陶瓷壳体10中沿着某一方向或某些方向出现梯度变化。在图16及图17中第一图案130为爱心图案,且为渐变效果为例进行示意,不应当理解为对本申请实施方式提供的陶瓷壳体10的渐变效果及图案的限定。
在一实施方式中,所述壳体本体110具有相背设置的第一表面111及第二表面112,所述第一表面111为所述陶瓷壳体10的外观面,所述金属阳离子120设置于所述壳体本体110内且分布与所述第一表面111(请进一步参阅图14至图17)。所述壳体本体110具有外观面,所述金属阳离子120设置于所述壳体本体110内且邻近所述第一表面111。
由前面介绍的所述陶瓷壳体制备方法可知,所述金属阳离子120自所述壳体生坯210a设置第一图案化层240的表面进入到所述壳体生坯210a的内部。所述陶瓷壳体10由所述壳体生坯210a烧结得到因此,所述金属阳离子120设置于所述壳体本体110的内部,邻近所述第一表面111。
在一种实施方式中,所述第一表面111的光泽度大于所述第二表面112的光泽度。
所述第一表面111的光泽度大于所述第二表面112的光泽度,从而使得所述陶瓷壳体10的外观面更具有光泽,使得所述陶瓷壳体10呈现出较好的质感。
本实施方式中,第二表面112与所述第一表面111相背设置,因此,所述第二表面112通常作为所述陶瓷壳体10的内表面,所述第二表面112通常不被观测到,因此,在制备所述陶瓷壳体10时,无需对所述第二表面112进行高精度抛光处理,甚至无需对所述第二表面112进行抛光处理,从而节约了制备所述陶瓷壳体10的成本。
在一实施方式中,所述第一表面111的光泽度(60°角测试)为130Gu至160Gu。具体地,陶瓷壳体本体210的光泽度可以为但不限于为130Gu、135Gu、140Gu、145Gu、150Gu、155Gu、160Gu等。
当所述陶瓷壳体10的第一表面111的光泽度过低(例如低于110Gu)时,则所述陶瓷壳体10的外观面的光泽不明显,影响所述陶瓷壳体10的外观面的质感;当所述陶瓷壳体10的第一表面111的光泽度过高时(比如,高于160Gu),则提高了制备所述陶瓷壳体10的第一表面111的成本及工艺难度。当所述陶瓷壳体10的第一表面111的光泽度为110Gu至160Gu时,陶瓷壳体10表面具有良好的光泽度,同时又易于制得。
可选地,本申请的陶瓷壳体10的维氏硬度可以为但不限于为1200HV至1400HV,使得所述陶瓷壳体10具有较高的硬度。具体地,可以为但不限于为1200HV、1230HV、1250HV、1280HV、1300HV、1320HV、1350HV、1380HV、1400HV等。
在一实施方式中,所述第一图案130具有第一图案部131及第二图案部132(请参阅图16)。所述第一图案部131的灰度为第一灰度,所述第一图案部131中金属阳离子120渗入所述壳体本体110的厚度为第一厚度。所述第二图案部132的灰度为第二灰度,所述第二图案部132中金属阳离子120渗入所述壳体本体110的厚度为第二厚度,所述第二灰度大于所述第一灰度,第二厚度大于所述第一厚度。
在一种实施方式中,请一并参阅图14至图17,所述壳体本体110的厚度d1满足:0.2mm≤d1≤1.0mm;所述金属阳离子120的分散厚度d2满足:1μm≤d2≤300μm。
举例而言,所述陶瓷壳体10的厚度为0.2mm,或0.25mm,或0.3mm,或0.35mm,或0.4mm,或0.45mm,或0.5mm,或0.55mm,或0.6mm,或0.65mm,或0.7mm,或0.75mm,或0.8mm,或0.85mm,或0.9mm,或0.95mm,或1.0mm。相应地,所述陶瓷壳体10中被所述金属阳离子120渗入的部分的厚度为1μm至300μm。举例而言,所述陶瓷壳体10中被所述金属阳离子120渗入的部分的厚度为1μm,或1.5μm,或2μm,或5μm,或10μm,或15μm,或20μm,或30μm,或40μm,或50μm,或60μm,或70μm,或80μm,或90μm,或100μm,或110μm,或120μm,或130μm,或140μm,或150μm,或160μm,或170μm,或180μm,或190μm,或200μm,或210μm,或220μm,或230μm,或240μm,或250μm,或260μm,或270μm,或280μm,或290μm,或300μm。
在一种实施方式中,所述壳体本体110包括陶瓷,所述壳体本体110的厚度d1满足:0.35mm≤d1≤0.55mm。为了区分所述金属阳离子120的最小分散厚度d2(为了方便在图中示意,标记为d2’)满足:1μm≤d2’≤2μm;所述金属阳离子120的最大分散厚度d2”满足:100μm≤d2”≤200μm。
在一实施方式中,所述第一图案部131为所述第一图案130中灰度最小的部分,所述第一厚度D1的范围满足:1μm≤D1≤2μm;所述第二图案部132为所述第一图案130中灰度最大的部分,所述第二厚度D2的范围满足:100μm≤D2≤200μm。
由于金属阳离子120的最小分散厚度处的灰度最小,因此,所述金属阳离子120的最小分散厚度处即为所述第一图案部131;相应地,由于金属阳离子120的最大分散厚度处的灰度最大,因此,所述金属阳离子120的最大分散厚度处即为第二图案部132,因此,D1=d2’,D2=d2”。
所述第一厚度D1可以为但不仅限于为1μm,或1.2μm,或1.4μm,或1.6μm,或1.8μm,或2.0μm。所述第二厚度D2可以为但不仅限于为100μm,或110μm,或120μm,或130μm,或140μm,或150μm,或160μm,或170μm,或180μm,或190μm,或200μm。
所述第一图案部131及所述第二图案部132的上述范围,使得所述陶瓷壳体10具有较为明显的对比度,使得所述陶瓷壳体10中的第一图案130的装饰效果较为明显。
在一实施方式中,所述壳体本体110的厚度d1满足:0.2mm≤d1≤1.0mm;金属阳离子120渗入所述壳体本体110的厚度d2满足:1μm≤d2≤300μm。
在一实施方式中,所述壳体本体110的厚度d1满足:0.35mm≤d1≤0.55mm;所述壳体本体110的厚度越大,则所述陶瓷壳体10的落球强度越大;当所述壳体本体110的厚度d1=0.35mm时,所述陶瓷壳体10的落球强度均值为50cm至55cm;当所述壳体本体110的厚度d1=0.55mm时,所述陶瓷壳体10的落球强度均值为85cm至88cm。
所述壳体本体110的厚度d1满足:0.35mm≤d1≤0.55mm,比如,所述壳体本体110的厚度为0.35mm,或0.38mm,或0.40mm,或0.42mm,或0.45mm,或0.48mm,或0.5mm,或0.52mm,或0.55mm。当所述陶瓷壳体10本体的厚度d1满足:0.35mm≤d1≤0.55mm,可使得所述陶瓷壳体10较为轻薄,当所述陶瓷壳体10应用于电子设备1中时,有利于所述电子设备1的轻薄化。
由于所述第一图案130由金属阳离子120渗入所述壳体本体110内呈现,因此,所述第一图案130不会额外增加所述陶瓷壳体10的厚度。当所述陶瓷壳体10还包括第二图案140时,同样地,所述第二图案140不会额外增加所述陶瓷壳体10的厚度。因此,所述壳体本体110的厚度即为所述陶瓷壳体10的厚度。所述陶瓷壳体10的厚度为0.35mm至0.55mm;所述陶瓷壳体10的厚度越大,则所述陶瓷壳体10的落球强度越大。当所述陶瓷壳体10的厚度为0.33mm时,所述陶瓷壳体10的落球强度均值为50cm至55cm;当所述陶瓷壳体10的厚度为0.55mm时,所述陶瓷壳体10的落球强度均值为85cm至88cm。因此,当所述陶瓷壳体10的厚度为0.35mm至0.55mm,所述陶瓷壳体10的落球强度均值为50cm至88cm。
在一实施方式中,所述陶瓷的材料包括氧化锆陶瓷、氧化铝陶瓷中的一种;所述金属阳离子120包括铁离子、钴离子、镍离子中的至少一种或多种。
在一种实施方式中,请一并参阅图18,图18为本申请另一实施方式提供的壳体的示意图。所述第一图案130具有第一颜色,所述陶瓷壳体10还具有第二图案140,所述第二图案140具有第二颜色。
所述第一图案130具有第一颜色,所述第一图案130中的各个部位的第一颜色的灰度可以相同,也可以不相同,在本实施方式中不做限定。所述第二图案140具有第二颜色,所述第二图案140中的各个部位的第二颜色的灰度可以相同也可以不相同,在本实施方式中不做限定。
本申请实施方式中,所述陶瓷壳体10具有第一图案130及第二图案140,从而使得所述陶瓷壳体10具有更加丰富的外观效果。
本申请还提供了一种电子设备1,所述电子设备包括前述任意一实施方式所述的壳体。下面结合附图对本申请提供的电子设备1进行详细描述。请一并参阅图19及图20,图19为本申请一实施方式提供的电子设备的立体示意图;图20为图19中所示的电子设备的分解示意图。所述电子设备1可以为但不仅限于为手机、平板电脑等具有陶瓷壳体10的设备。所述陶瓷壳体10请参阅前面描述,在此不再赘述。在本实施方式中,所述陶瓷壳体10的预设表面(比如前面所描述的第一表面111)构成所述电子设备1的部分外观面。
在本实施方式中,所述电子设备1除了包括陶瓷壳体10还包括显示屏30、中框70、电路板40及摄像头模组50。所述陶瓷壳体10与所述显示屏30分别设置于所述中框70相背的两侧。所述中框70用于承载所述显示屏30,且所述中框70的侧面显露于所述陶瓷壳体10与所述显示屏30。所述陶瓷壳体10与所述中框70形成收容空间,用于收容所述电路板40与所述摄像头模组50。所述陶瓷壳体10上具有透光部10a,所述摄像头模组50可通过所述陶瓷壳体10上的透光部10a拍摄,即,本实施方式中的摄像头模组50为后置摄像头模组。可以理解地,在其他实施方式中,所述透光部10a可设置在所述显示屏30上,即,所述摄像头模组50为前置摄像头模组。在本实施方式的示意图中,以所述透光部10a为开口进行示意,在其他实施方式中,所述透光部10a可不为开口,而是为透光的材质,比如,塑料、玻璃等。
可以理解地,本实施方式中所述的电子设备1仅仅为所述陶瓷壳体10所应用的电子设备1的一种形态,不应当理解为对本申请提供的电子设备1的限定,也不应当理解为对本申请各个实施方式提供的陶瓷壳体10的限定。
尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本申请的限制,本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型,这些改进和润饰也视为本申请的保护范围。
Claims (21)
1.一种陶瓷壳体制备方法,其特征在于,所述陶瓷壳体制备方法包括:
提供表面具有第一釉料层的壳体生坯;
对所述第一釉料层进行图案化以形成第一图案化层;
根据所述壳体生坯及所述第一图案化层以得到具有第一图案的陶瓷壳体,其中,所述陶瓷壳体包括壳体本体,所述第一图案由第一釉料层的金属阳离子渗入所述壳体本体内呈现,且所述第一图案显露于所述壳体本体的外观面,其中,所述陶瓷壳体的厚度为0.35mm-0.55mm,所述陶瓷壳体中被所述金属阳离子渗入的部分的厚度为1μm-200μm。
2.如权利要求1所述的陶瓷壳体制备方法,其特征在于,所述提供表面具有第一釉料层的壳体生坯,包括:
将陶瓷粒料进行成型以得到壳体生坯;
在所述壳体生坯的表面的至少部分区域设置第一釉料浆液;以及
将第一釉料浆液烘干以得到第一釉料层。
3.如权利要求2所述的陶瓷壳体制备方法,其特征在于,所述将陶瓷粒料进行成型以得到壳体生坯,包括:
将陶瓷粉体与粘结剂混合并进行造粒以得到陶瓷粒料,其中,所述陶瓷粉体的平均粒径范围为0.2μm至0.8μm,所述陶瓷粒料的目数范围为40目至100目,所述粒料的BET比表面积为6m2/g至10m2/g,在所述陶瓷粒料中,所述粘结剂的重量百分比的范围为3%至5%;以及
将所述陶瓷粒料进行成型以得到壳体生坯。
4.如权利要求3所述的陶瓷壳体制备方法,其特征在于,所述成型包括模压成型、或注塑成型;当所述成型为模压成型时,所述将所述陶瓷粒料进行成型以得到壳体生坯,包括:
模压的压力的范围为10MPa至15MPa下,进行模压成型,保压10s至20s,以将所述陶瓷粒料进行成型以得到壳体生坯。
5.如权利要求2所述的陶瓷壳体制备方法,其特征在于,所述第一釉料浆液包括釉料溶液及粘稠剂,其中,所述釉料溶液与所述粘稠剂的质量比的范围为1:1至3:1;所述釉料溶液包括含有金属阳离子盐与溶剂,其中,所述金属阳离子盐与所述溶剂的重量百分比为5%至95%。
6.如权利要求2所述的陶瓷壳体制备方法,其特征在于,所述第一釉料浆液的厚度小于或等于20μm,所述将第一釉料浆液烘干以得到第一釉料层,包括:于80℃至150℃,烘烤20分钟至50分钟,以在所述壳体生坯的表面的至少部分区域形成所述第一釉料层。
7.如权利要求1所述的陶瓷壳体制备方法,其特征在于,所述对所述第一釉料层进行图案化以形成第一图案化层,包括:
将预设图案输出到镭雕设备中;
根据所述预设图案控制所述镭雕设备输出的激光的功率,所述预设图案中不同的灰度对应所述激光的功率不同,其中,所述灰度越大的部位对应的激光的功率越小;以及
利用所述激光对所述第一釉料层进行照射以去除第一釉料层中的部分釉料形成所述第一图案化层。
8.如权利要求1所述的陶瓷壳体制备方法,其特征在于,所述根据所述壳体生坯及所述第一图案化层以得到具有第一图案的陶瓷壳体,包括:
对所述壳体生坯及所述第一图案化层进行排胶烧结以得到陶瓷壳体坯件;以及
将所述陶瓷壳体坯件进行加工以得到预设尺寸且具有第一图案的陶瓷壳体。
9.如权利要求8所述的陶瓷壳体制备方法,其特征在于,所述将所述陶瓷壳体坯件进行加工以得到预设尺寸且具有第一图案的所述壳体,包括:
将所述陶瓷壳体坯件进行CNC加工以得到预设尺寸的所述壳体;以及
对所述预设尺寸的所述壳体显露所述第一图案的表面进行研磨抛光。
10.如权利要求9所述的陶瓷壳体制备方法,其特征在于,所述对所述预设尺寸的所述壳体显露所述第一图案的表面进行研磨抛光,包括:
对所述预设尺寸的所述壳体显露所述第一图案的表面进行研磨抛光以得到壳体,其中,所述壳体显露所述第一图案的表面光泽度为130Gu至160Gu。
11.如权利要求1所述的陶瓷壳体制备方法,其特征在于,所述陶瓷壳体制备方法还包括:
在所述壳体生坯表面形成第二釉料层,所述第二釉料层与所述第一釉料层间隔设置;
对所述第二釉料层进行图案化以形成第二图案化层,所述第二图案化层与所述第一图案化层间隔设置;
根据所述壳体生坯及所述第一图案化层以得到具有第一图案的陶瓷壳体,包括:
将所述壳体生坯、所述第一图案化层及第二图案化层进行排胶烧结以得到陶瓷壳体坯件;
将所述陶瓷壳体坯件进行加工以得到预设尺寸且具有第一图案及第二图案的陶瓷壳体,其中,所述第一图案具有第一颜色,所述第二图案具有第二颜色。
12.如权利要求11所述的陶瓷壳体制备方法,其特征在于,所述第二釉料层由第二釉料浆液烘干形成,其中,所述第二釉料浆液包括釉料溶液及粘稠剂,其中,所述釉料溶液与所述粘稠剂的质量比的范围为1:1至3:1;所述釉料溶液包括含有金属阳离子盐与溶剂,其中,所述金属阳离子盐与所述溶剂的重量百分比为5%至95%。
13.如权利要求8所述的陶瓷壳体制备方法,其特征在于,在所述将所述壳体生坯及所述第一图案化层进行排胶烧结以得到陶瓷壳体坯件,与所述将所述陶瓷壳体坯件进行加工以得到预设尺寸且具有第一图案的壳体之间,所述陶瓷壳体制备方法还包括:
在所述陶瓷壳体坯件的至少部分表面形成第二釉料层;
对所述第二釉料层进行图案化以形成第二图案化层;
将设置有第二图案化层的陶瓷壳体坯件进行烧结以得到具有第一图案及第二图案的陶瓷壳体,其中,所述第一图案具有第一颜色,所述第二图案具有第二颜色。
14.如权利要求13所述的陶瓷壳体制备方法,其特征在于,所述第二釉料层由第二釉料浆液烘干形成,其中,所述第二釉料浆液包括釉料溶液及粘稠剂,其中,所述釉料溶液与所述粘稠剂的质量比的范围为1:1至3:1;所述釉料溶液包括含有金属阳离子盐与溶剂,其中,所述金属阳离子盐与所述溶剂的重量百分比为50%至75%。
15.如权利要求13所述的陶瓷壳体制备方法,其特征在于,所述将设置有第二图案化层的陶瓷壳体坯件进行烧结以得到具有第一图案及第二图案的壳体,包括:
于950℃至1200℃对设置有第二图案化层的陶瓷壳体坯件进行烧结,烧结的时间范围为2h至3h,以得到具有第一图案及第二图案的壳体。
16.一种陶瓷壳体,其特征在于,所述陶瓷壳体包括:
壳体本体,所述壳体本体包括陶瓷材料,所述壳体本体具有外观面;
所述外观面显露第一图案,其中,所述第一图案由金属阳离子渗入所述壳体本体内呈现;
其中,所述陶瓷壳体的厚度为0.35mm-0.55mm,所述陶瓷壳体中被所述金属阳离子渗入的部分的厚度为1μm-200μm。
17.如权利要求16所述的陶瓷壳体,其特征在于,所述第一图案具有:
第一图案部,所述第一图案部的灰度为第一灰度,所述第一图案部中金属阳离子渗入所述壳体本体的厚度为第一厚度;以及
第二图案部,所述第二图案部的灰度为第二灰度,所述第二图案部中金属阳离子渗入所述壳体本体的厚度为第二厚度,所述第二灰度大于所述第一灰度,第二厚度大于所述第一厚度。
18.如权利要求17所述的陶瓷壳体,其特征在于,所述第一图案部为所述第一图案中灰度最小的部分,所述第一厚度D1的范围满足:1μm≤D1≤2μm;所述第二图案部为所述第一图案中灰度最大的部分,所述第二厚度D2的范围满足:100μm≤D2≤200μm。
19.如权利要求16所述的陶瓷壳体,其特征在于,所述壳体本体的厚度d1满足:0.35mm≤d1≤0.55mm;所述壳体本体的厚度越大,则所述壳体的落球强度越大;当所述壳体本体的厚度d1=0.35mm时,所述壳体的落球强度均值为50cm至55cm;当所述壳体本体的厚度d1=0.55mm时,所述壳体的落球强度均值为85cm至88cm。
20.如权利要求16所述的陶瓷壳体,其特征在于,所述第一图案具有第一颜色,所述壳体还具有第二图案,所述第二图案具有第二颜色。
21.一种电子设备,其特征在于,所述电子设备包括如权利要求16-20任意一项所述的陶瓷壳体。
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GR01 | Patent grant | ||
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