CN210457982U - 制备复合壳体的系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种制备复合壳体的系统，该系统包括：预处理单元，所述预处理单元具有陶瓷坯体入口和预处理后陶瓷坯体出口；真空贴合装置，所述真空贴合装置具有预处理后陶瓷坯体入口、玻纤板材入口、热熔胶入口和复合增韧坯体出口，所述预处理后陶瓷坯体入口与所述预处理后陶瓷坯体出口相连；后处理单元，所述后处理单元具有复合增韧坯体入口和复合壳体出口，所述复合增韧坯体入口与所述复合增韧坯体出口相连。该系统采用真空贴合工艺将陶瓷坯体与玻纤板材粘合为一体，实现陶瓷坯体的二次增韧，工艺简单，增韧效果显著。

Description

制备复合壳体的系统

技术领域

本实用新型属于复合陶瓷领域，具体而言，本实用新型涉及制备复合壳体的系统。

背景技术

陶瓷材料具有硬度高、抗热震性良好、散热性良好、抗弯强度高、断裂韧性好、耐磨性强、耐腐蚀性好等特点，同时其具备外观美艳、表面光滑、色泽温润如玉等“高颜值”特征，得到广大消费者的青睐。随着5G通讯标准定型，金属外壳对毫米波屏蔽效果显著的缺点进一步放大，将比较确定地退出曾经风光无限的高端手机背板市场，留下巨大的市场空间。5G手机背板材料之间的应用竞争，也已经进入了加速阶段。

氧化锆陶瓷不仅具备陶瓷材料的美观度(视觉和手感)、耐磨性能、抗摔性能、散热性能、介电常数、电磁屏蔽效应(5G信号通透性)等，同时其相变增韧机理及热膨胀系数与金属较为接近，可作为手机背板和智能穿戴等外壳材料的首选之一。但是陶瓷材料又属于脆性材料，如何进一步提升体现抗摔性能的断裂韧性指标成为其应用范围扩大亟待解决的问题。现阶段主要通过包括应力诱导相变增韧、微裂纹增韧、微裂纹的弯曲、分叉与桥接增韧、晶须增韧、弥散增韧、细晶强化、纤维增韧等一次增韧手段来提升氧化锆陶瓷的断裂韧性，而二次增韧的报道较少。

因此现有陶瓷外观件的制备工艺有待进一步改进。

实用新型内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种制备复合壳体的系统。该系统采用真空贴合工艺将陶瓷坯体与玻纤板材粘合为一体，实现陶瓷坯体的二次增韧，工艺简单，增韧效果显著。

在本实用新型的一个方面，本实用新型提出了一种制备复合壳体的系统，根据本实用新型的实施例，该系统包括：

预处理单元，所述预处理单元具有陶瓷坯体入口和预处理后陶瓷坯体出口；

真空贴合装置，所述真空贴合装置具有预处理后陶瓷坯体入口、玻纤板材入口、热熔胶入口和复合增韧坯体出口，所述预处理后陶瓷坯体入口与所述预处理后陶瓷坯体出口相连；

后处理单元，所述后处理单元具有复合增韧坯体入口和复合壳体出口，所述复合增韧坯体入口与所述复合增韧坯体出口相连。

根据本实用新型实施例的制备复合壳体的系统，通过将陶瓷坯体进行预处理，一方面可将陶瓷坯体中要与玻纤板材进行真空贴合的一面处理得适合贴合，一方面，可将陶瓷坯体在后续贴合过程中与真空贴合装置接触的面进行高温保护，避免坯体在贴合过程中受损；经真空贴合后，玻纤板材粘附在陶瓷坯体上，可显著提高陶瓷坯体的抗摔性能和防爆性能，使得所得的复合壳体不仅具有陶瓷材料硬度高、抗热震性良好、散热性良好、抗弯强度高、断裂韧性好、耐磨性强、耐腐蚀性好、外观美艳、表面光滑、色泽温润如玉等特点，还具有玻纤韧性好的优点。由此，该系统采用真空贴合工艺将陶瓷坯体与玻纤板材粘合为一体，实现陶瓷坯体的二次增韧，工艺简单，增韧效果显著。

另外，根据本实用新型上述实施例的制备复合壳体的系统还可以具有如下附加的技术特征：

任选地，所述预处理单元包括除油装置、清洗装置、干燥装置、贴膜装置中的至少之一。

任选地，所述贴膜装置为真空贴膜机。

任选地，所述真空贴合装置为真空贴合机。

任选地，所述后处理单元包括CNC装置、粗磨装置、精磨装置、抛光装置中的至少之一。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本实用新型一个实施例的制备复合壳体的系统结构示意图；

图2是根据本实用新型一个实施例的适用于上述制备复合壳体的系统的方法流程示意图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型的一个方面，本实用新型提出了一种制备复合壳体的系统，根据本实用新型的实施例，参考图1，该系统包括：预处理单元100、真空贴合装置200和后处理单元300。

根据本实用新型的实施例，预处理单元100具有陶瓷坯体入口101和预处理后陶瓷坯体出口102，且适于对陶瓷坯体进行预处理，以便得到预处理后陶瓷坯体。发明人发现，通过将陶瓷坯体进行预处理，一方面可将陶瓷坯体中要与玻纤板材进行真空贴合的一面处理得适合贴合，一方面，可将陶瓷坯体在后续贴合过程中与真空贴合装置接触的面进行高温保护，避免坯体在贴合过程中受损。

根据本实用新型的一个实施例，预处理单元可以包括除油装置、清洗装置、干燥装置、贴膜装置中的至少之一。通过除油、清洁、干燥处理，可使得陶瓷坯体中用于贴合的面适于贴合，避免因为陶瓷坯体不够干净等影响其与玻纤板材的贴合效果。而贴高温保护膜可避免在贴合过程中陶瓷坯体与真空贴合装置接触时受到热损害，保证所得复合壳体的品质。需要说明的是，预处理单元并不限于上述类型，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择。同样的，上述预处理单元中除油装置、清洗装置、干燥装置、贴膜装置的具体类型也不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，例如贴膜装置可以为真空贴膜机。

根据本实用新型的再一个实施例，陶瓷坯体可以为氧化锆陶瓷坯体、含15-20wt％氧化铝的ZTA复合陶瓷、氧化铝陶瓷中的至少之一。发明人发现，上述陶瓷坯体与玻纤板材贴合效果较好。

根据本实用新型的又一个实施例，陶瓷坯体可以为2D或2.5D或3D陶瓷坯体。由此，该工艺适用范围广，可实现现有2D或2.5D或3D陶瓷坯体的二次增韧，替代或改善现有壳体的性能。

根据本实用新型的实施例，真空贴合装置200具有预处理后陶瓷坯体入口201、玻纤板材入口202、热熔胶入口203和复合增韧坯体出口204，预处理后陶瓷坯体入口201与预处理后陶瓷坯体出口102相连，且适于将玻纤板材通过热熔胶与预处理后陶瓷坯体进行真空贴合，以便得到复合增韧坯体。具体的，真空贴合装置的具体类型并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，例如可以为真空贴合机。发明人发现，经真空贴合后，玻纤板材粘附在陶瓷坯体上，可显著提高陶瓷坯体的抗摔性能和防爆性能，使得所得的复合壳体不仅具有陶瓷材料硬度高、抗热震性良好、散热性良好、抗弯强度高、断裂韧性好、耐磨性强、耐腐蚀性好、外观美艳、表面光滑、色泽温润如玉等特点，还具有玻纤韧性好的优点。即所得复合壳体是高硬高脆性陶瓷与高韧柔性玻纤的复合材料，柔性玻纤层作为缓冲层，陶瓷层受硬物冲击时，可释放最大形变量来释放冲量，极大降低陶瓷层受硬物冲力被破环的可能性。

根据本实用新型的一个实施例，热熔胶可以为热固性热熔胶。由此，可实现玻纤板材与陶瓷坯体的紧密结合，实现玻纤板材对陶瓷坯体的二次增韧。

根据本实用新型的再一个实施例，真空贴合的温度可以为100-120℃，真空度为-2～-0.1MPa，时间为150-200s。发明人发现，真空贴合的温度并不受特别限制，只要能达到热熔胶的熔融点，若真空贴合的温度过高、时间过长容易引起热熔胶胶体老化，影响玻纤板材与预处理后陶瓷坯体的结合强度；而若真空贴合的温度过低，未能达到热熔胶的熔融点，不利于玻纤板材与预处理后陶瓷坯体的结合，若时间过短，热熔胶胶体结合强度也未能达到最佳。真空度主要是影响玻纤板材与预处理后陶瓷坯体之间结合处困气及胶膜的均匀性，真空度过低时，容易在结合处残存困气，同时不能很好的保证热熔胶胶膜在熔融状态下更好地铺溢于整个接触面，不利于热熔胶膜均匀性及厚度的控制。

根据本实用新型的实施例，后处理单元300具有复合增韧坯体入口301和复合壳体出口302，复合增韧坯体入口301与复合增韧坯体出口204相连，且适于对复合坯体进行后处理，以便得到复合壳体。发明人发现，经后处理后，复合壳体中的陶瓷层可实现镜面效果，符合美观等要求，同时满足产品的使用需求。

根据本实用新型的一个实施例，后处理单元可以包括CNC装置、粗磨装置、精磨装置、抛光装置中的至少之一。需要说明的是，后处理的具体类型并不限于上述类型，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择。进一步的，上述后处理单元中的CNC装置、粗磨装置、精磨装置、抛光装置的具体类型也不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择。

根据本实用新型实施例的制备复合壳体的系统，通过将陶瓷坯体进行预处理，一方面可将陶瓷坯体中要与玻纤板材进行真空贴合的一面处理得适合贴合，一方面，可将陶瓷坯体在后续贴合过程中与真空贴合装置接触的面进行高温保护，避免坯体在贴合过程中受损；经真空贴合后，玻纤板材粘附在陶瓷坯体上，可显著提高陶瓷坯体的抗摔性能和防爆性能，使得所得的复合壳体不仅具有陶瓷材料硬度高、抗热震性良好、散热性良好、抗弯强度高、断裂韧性好、耐磨性强、耐腐蚀性好、外观美艳、表面光滑、色泽温润如玉等特点，还具有玻纤韧性好的优点。由此，该系统采用真空贴合工艺将陶瓷坯体与玻纤板材粘合为一体，实现陶瓷坯体的二次增韧，工艺简单，增韧效果显著。

为了方便理解，下面对采用上述制备复合壳体的系统实施制备复合壳体的方法进行详细描述，根据本实用新型的实施例，参考图2，该方法包括：

S100：将陶瓷坯体进行预处理

该步骤中，将陶瓷坯体进行预处理，以便得到预处理后陶瓷坯体。发明人发现，通过将陶瓷坯体进行预处理，一方面可将陶瓷坯体中要与玻纤板材进行真空贴合的一面处理得适合贴合，一方面，可将陶瓷坯体在后续贴合过程中与真空贴合装置接触的面进行高温保护，避免坯体在贴合过程中受损。

根据本实用新型的一个实施例，预处理可以包括除油、清洁、干燥、贴高温保护膜中的至少之一。通过除油、清洁、干燥处理，可使得陶瓷坯体中用于贴合的面适于贴合，避免因为陶瓷坯体不够干净等影响其与玻纤板材的贴合效果。而贴高温保护膜可避免在贴合过程中陶瓷坯体与真空贴合装置接触时受到热损害，保证所得复合壳体的品质。需要说明的是，预处理并不限于上述类型，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择。

根据本实用新型的再一个实施例，陶瓷坯体可以为氧化锆陶瓷坯体、含15-20wt％氧化铝的ZTA复合陶瓷、氧化铝陶瓷中的至少之一。发明人发现，上述陶瓷坯体与玻纤板材贴合效果较好。

根据本实用新型的又一个实施例，陶瓷坯体可以为2D或2.5D或3D陶瓷坯体。由此，该工艺适用范围广，可实现现有2D或2.5D或3D陶瓷坯体的二次增韧，替代或改善现有壳体的性能。

S200：将玻纤板材通过热熔胶与预处理后陶瓷坯体进行真空贴合

该步骤中，将玻纤板材通过热熔胶与预处理后陶瓷坯体进行真空贴合，以便得到复合增韧坯体。发明人发现，经真空贴合后，玻纤板材粘附在陶瓷坯体上，可显著提高陶瓷坯体的抗摔性能和防爆性能，使得所得的复合壳体不仅具有陶瓷材料硬度高、抗热震性良好、散热性良好、抗弯强度高、断裂韧性好、耐磨性强、耐腐蚀性好、外观美艳、表面光滑、色泽温润如玉等特点，还具有玻纤韧性好的优点。即所得复合壳体是高硬高脆性陶瓷与高韧柔性玻纤的复合材料，柔性玻纤层作为缓冲层，陶瓷层受硬物冲击时，可释放最大形变量来释放冲量，极大降低陶瓷层受硬物冲力被破环的可能性。

根据本实用新型的一个实施例，热熔胶可以为热固性热熔胶。由此，可实现玻纤板材与陶瓷坯体的紧密结合，实现玻纤板材对陶瓷坯体的二次增韧。

根据本实用新型的再一个实施例，真空贴合的温度可以为100-120℃，真空度为-2～-0.1MPa，时间为150-200s。发明人发现，真空贴合的温度并不受特别限制，只要能达到热熔胶的熔融点，若真空贴合的温度过高、时间过长容易引起热熔胶胶体老化，影响玻纤板材与预处理后陶瓷坯体的结合强度；而若真空贴合的温度过低，未能达到热熔胶的熔融点，不利于玻纤板材与预处理后陶瓷坯体的结合，若时间过短，热熔胶胶体结合强度也未能达到最佳。真空度主要是影响玻纤板材与预处理后陶瓷坯体之间结合处困气及胶膜的均匀性，真空度过低时，容易在结合处残存困气，同时不能很好的保证热熔胶胶膜在熔融状态下更好地铺溢于整个接触面，不利于热熔胶膜均匀性及厚度的控制。

S300：对复合坯体进行后处理

该步骤中，对复合坯体进行后处理，以便得到复合壳体。发明人发现，经后处理后，复合壳体中的陶瓷层可实现镜面效果，符合美观等要求，同时满足产品的使用需求。

根据本实用新型的一个实施例，后处理可以为CNC、粗磨、精磨、抛光中的至少之一。需要说明的是，后处理的具体类型并不限于上述类型，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择。

根据本实用新型实施例的制备复合壳体的方法，通过将陶瓷坯体进行预处理，一方面可将陶瓷坯体中要与玻纤板材进行真空贴合的一面处理得适合贴合，一方面，可将陶瓷坯体在后续贴合过程中与真空贴合装置接触的面进行高温保护，避免坯体在贴合过程中受损；经真空贴合后，玻纤板材粘附在陶瓷坯体上，可显著提高陶瓷坯体的抗摔性能和防爆性能，使得所得的复合壳体不仅具有陶瓷材料硬度高、抗热震性良好、散热性良好、抗弯强度高、断裂韧性好、耐磨性强、耐腐蚀性好、外观美艳、表面光滑、色泽温润如玉等特点，还具有玻纤韧性好的优点。由此，该方法采用真空贴合工艺将陶瓷坯体与玻纤板材粘合为一体，实现陶瓷坯体的二次增韧，工艺简单，增韧效果显著。

下面参考具体实施例，对本实用新型进行描述，需要说明的是，这些实施例仅仅是描述性的，而不以任何方式限制本实用新型。

实施例1

取规格为156×75×0.45mm的氧化锆陶瓷平片坯体，同时裁取规格为156×75×0.5mm的玻纤板材待贴合用；将陶瓷坯体进行除油、清洁、干燥和贴高温保护膜处理，得到预处理后陶瓷坯体；将预处理后陶瓷坯体表面(非贴膜面)均匀涂敷0.3±0.01mm的热熔胶层，再将玻纤板材与预处理后陶瓷坯体对齐放置于热熔胶层上，将其移到智能真空贴合装置中进行固化复合，贴合温度为110℃，压制时间为180s，真空度为-0.095MPa，得到复合增韧坯体；将复合增韧坯体进行CNC修边、打孔，并将复合增韧坯体的陶瓷面和玻纤面精磨及抛光，得到陶瓷面具有镜面效果的复合壳体。复合壳体中陶瓷层和玻纤层的厚度分别为0.4±0.05mm和0.10+0.03mm，复合坯体总厚度为0.5±0.05mm。陶瓷平面坯体与复合坯体的性能测试数据如表1所示，由表1可知，经玻纤贴合增韧后，所得的复合壳体的抗摔性能显著提升。

表1实施例1中陶瓷平面坯体与复合壳体的性能指标

实施例2

取外尺寸为152×70mm、内尺寸为149×67mm、总高6.70mm、壁厚0.45mm的氧化锆陶瓷3D坯体，裁取规格与该3D陶瓷坯体内腔适配的玻纤型材，待贴合用；将陶瓷坯体进行除油、清洁、干燥和贴高温保护膜处理，得到预处理后陶瓷坯体；将预处理后陶瓷坯体表面(非贴膜面)均匀涂敷0.3±0.01mm的热熔胶层，再将玻纤板材慢压置入3D型腔内，将其移到智能真空贴合装置中进行固化复合，贴合温度为110℃，压制时间为180s，真空度为-0.095MPa，得到复合增韧坯体；将复合增韧坯体进行CNC修边、打孔，并将复合增韧坯体的陶瓷面和玻纤面精磨及抛光，得到陶瓷面具有镜面效果的复合壳体。复合壳体中陶瓷层和玻纤层的厚度分别为0.4±0.05mm和0.10+0.03mm，复合坯体总厚度为0.5±0.05mm。复合坯体与陶瓷坯体的性能测试数据如表2所示，由表2可知，经玻纤贴合增韧后，所得的复合壳体的抗摔性能显著提升。

表2实施例2中陶瓷3D坯体与复合壳体的性能指标

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (5)

1.一种制备复合壳体的系统，其特征在于，包括：

预处理单元，所述预处理单元具有陶瓷坯体入口和预处理后陶瓷坯体出口；

真空贴合装置，所述真空贴合装置具有预处理后陶瓷坯体入口、玻纤板材入口、热熔胶入口和复合增韧坯体出口，所述预处理后陶瓷坯体入口与所述预处理后陶瓷坯体出口相连；

后处理单元，所述后处理单元具有复合增韧坯体入口和复合壳体出口，所述复合增韧坯体入口与所述复合增韧坯体出口相连。

2.根据权利要求1所述的制备复合壳体的系统，其特征在于，所述预处理单元包括除油装置、清洗装置、干燥装置、贴膜装置中的至少之一。

3.根据权利要求2所述的制备复合壳体的系统，其特征在于，所述贴膜装置为真空贴膜机。

4.根据权利要求1所述的制备复合壳体的系统，其特征在于，所述真空贴合装置为真空贴合机。

5.根据权利要求1所述的制备复合壳体的系统，其特征在于，所述后处理单元包括CNC装置、粗磨装置、精磨装置、抛光装置中的至少之一。

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