CN107573061B - 蜂窝状盲孔增韧氧化锆陶瓷外壳的制造方法及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种蜂窝状盲孔增韧氧化锆陶瓷外壳的制造方法及其应用。该方法将坯体在低于陶瓷烧成温度下烧结使颗粒部分粘连具有一定强度，密度仅为理论密度的85％～95％的素坯，用精雕机雕刻正多形盲孔或圆形盲孔后再次烧结致密，然后在盲孔内填充固化了环氧树脂或者硅胶等有机高分子塑胶材料。该方案使用低于烧成温度烧结加工，比注塑坯体有更好的可加工性，比烧成件加工有更高的加工效率和成本优势，盲孔中有机高分子塑胶材料在碰撞跌落过程中吸收了部分跌落的冲击能量，从而提高了陶瓷外壳的断裂韧性。另一方面该方案可以有效降低外壳的重量，利于电子产品的轻薄化，可以用于制备手表外壳、手机外壳、平板外壳等消费类电子外壳。
Description
技术领域
本发明涉及结构件制备领域，具体涉及消费电子背板结构件制备领域，特别涉及蜂窝状盲孔增韧氧化锆陶瓷外壳的制造方法及其应用。
背景技术
随着消费电子的迅猛发展，消费类电子的外壳(背板)等结构件取得了显著的进步。特别是5G时代消费类电子外壳等结构设计时传统金属由于其自带的屏蔽效果，对天线设计带来巨大的挑战，而塑料其先天的低强度缺点限制了其在大尺寸屏幕、超薄领域的应用，另外随着消费者审美需要提高，传统的金属外壳和塑料外壳将难以打动消费者。
由于ZrO2陶瓷具有高的强韧性、良好的硬度、高抗磨性，被广泛的应用于结构陶瓷和功能陶瓷领域。有报道部分稳定氧化锆(TZP)可以通过粉末冶金方法，能够制备耐腐的手表表壳、表件和其它仪器零件。因此近年来，将其应用于大尺寸的手机外壳也越来越多的被研究者所尝试。例如申请号为201510309285.1的专利中采用了氧化锆主相中添加氧化铝、氧化钛等添加剂采用流延的方式制备手机外壳。又例如申请号为201510940002.3的专利中采用钇稳定的氧化锆陶瓷粉体与有机物混炼挤出成型手机外壳。据报道谢志鹏著的《结构陶瓷》一书介绍目前商用的增韧性能最好的ZrO2陶瓷断裂韧性也仅为8～12MPa.m1/2，商用仍然存在问题：氧化锆陶瓷与金属和塑料比，断裂韧性仍然不佳，抗跌落性能差，这个必然限制其应用，另一方面氧化锆陶瓷背板为了达到其它材质同等抗跌落性能，必然使用更厚陶瓷制造，有些甚者厚度超过1mm，而氧化锆陶瓷密度高达6.1g/cm3，这必然导致氧化锆陶瓷背板笨重，与电子产品轻薄化发展路径不符。
发明内容
有鉴于此，本发明针对现有技术存在之缺失，其主要目的是提供一种蜂窝状盲孔增韧氧化锆陶瓷外壳的制造方法及其应用。该方法是蜂窝状盲孔增韧氧化锆陶瓷外壳的内表面雕刻多个正多边形盲孔或圆形盲孔，此盲孔内填充固化了环氧树脂或者硅胶等有机高分子塑胶材料，在碰撞跌落过程中有机高分子塑胶材料吸收了部分跌落的冲击能量从而提高了断裂韧性。
为实现上述目的，本发明采用如下之技术方案：一种蜂窝状盲孔增韧氧化锆陶瓷外壳的制造方法，包括以下步骤：
a)将表面改性剂、无机纳米氧化锆粉体、石蜡与有机高分子材料在密炼机中高温负压密炼得到喂料；
b)将步骤a)得到喂料在模具模腔负压下注射成型外壳坯体；
c)将步骤a)得到的外壳坯体在高温炉中烧成实际密度占理论密度大于70％且小于85％陶瓷素坯；
d)在陶瓷素坯第一平面雕刻多于一个的正多边形盲孔；
e)将步骤d)处理过的陶瓷素坯在1350℃～1450℃常压保温烧结2h～4h后再热等静压烧结，热等静压烧结温度1100℃～1200℃，压力50MPa～100MPa，保温时间为30min～1h得到背板毛坯；
f)使用表面改进剂处理背板毛坯的正多边形盲孔；
g)在经过步骤f)处理的背板毛坯的正多边形盲孔内注入液态环氧树脂或液态硅胶后在60℃～180℃温度固化5min～120min。
优选的，步骤c)中烧结温度为1200℃～1280℃，保温时间为1h～2h。
优选的，正多变形盲孔的孔深度为0.1mm～0.9mm，正多边形盲孔的正多边形的边长为0.5mm～10mm，相邻两个正多边形盲孔的壁厚为0.5mm～3mm。
优选的，正多边形盲孔为等边三角形盲孔、正方形盲孔、正五边形盲孔、正六边形盲孔和圆型盲孔中一种。
优选的，步骤a)中有机高分子材料为聚乙烯、聚丙烯、聚苯硫醚中的一种，无机纳米氧化锆粉体为钇稳定纳米氧化锆，其D50为30nm～200nm。
优选的，步骤a)表面改性剂的质量百分比为0.5％～0.8％，无机纳米氧化锆粉体的质量百分比为85.2％～92.5％，石蜡为的质量百分比为4％～9％，有机高分子的质量百分比为3％～5％。
优选的，步骤a)和f)中的表面改性剂为硬脂酸、硬脂酸铵、硅烷偶联剂中一种或两种组合。
优选的，硅烷偶联剂为γ―氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH560)和γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(KH570)。
优选的，步骤a)中密炼温度为120～150℃，负压为-0.05MPa～-0.08MPa，密炼时间为1～4h；步骤b)中注射成型温度为130～155℃，负压为-0.07MPa～-0.09MPa。
一种手机外壳，使用上述技术方案所述的蜂窝状盲孔增韧氧化锆陶瓷外壳的制造方法制备得到。
本发明的有益效果：本发明公开了一种蜂窝状盲孔增韧氧化锆陶瓷的的制造方法及其应用。该方法将注塑坯体在低于陶瓷烧成温度下烧结使颗粒部分粘连具有一定强度，其密度仅为理论密度的70％～85％陶瓷素坯后，雕刻多个正多形盲孔或圆形盲孔后再次烧结致密，然后在盲孔内填充固化了环氧树脂或者硅胶等有机高分子塑胶材料。该方案使用低于烧成温度烧结机加工，比注塑坯体直接有更好的可加工性，比烧成件加工有更高的加工效率和成本优势，盲孔中有机高分子塑胶材料在碰撞跌落过程中吸收了部分跌落的冲击能量，从而提高了陶瓷外壳的断裂韧性。另一方面由于该外壳为陶瓷与有机物复合外壳，同等强度下可以有效降低外壳的重量，有利于电子产品的轻薄化发展。
附图说明
图1为蜂窝状盲孔增韧氧化锆陶瓷外壳的制造方法示意图。
图2为蜂窝状正六边形盲孔内固化环氧树脂增热氧化锆陶瓷手机外壳的示意图。
具体实施方式
下面对本发明作进一步详细描述，其中所用到原料和设备均为市售，没有特别要求。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。
一种蜂窝状盲孔增韧氧化锆陶瓷外壳的制造方法，按以下步骤制备：
a)将表面改性剂、无机纳米氧化锆粉体、石蜡与有机高分子材料在密炼机中高温负压密炼得到喂料。其中有机高分子材料为常见的聚乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯、液晶高分子等有机物，在本实例中优选的有机高分子材料为聚乙烯、聚丙烯、聚苯硫醚中一种，无机纳米氧化锆粉体为钇稳定纳米氧化锆，其D50为30nm～200nm。表面改性剂为硬脂酸、硬脂酸盐、硅烷偶联剂中一种或两种组合。其中，硬脂酸盐优选为硬脂酸铵，硅烷偶联剂为γ―氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH560)和γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(KH570)中的一种。
在本实例中优选的表面改性剂的质量百分比为0.5％～0.8％，无机纳米氧化锆粉体的质量百分比为85.2％～92.5％，石蜡为的质量百分比为4％～9％，有机高分子的质量百分比为3％～5％。
在本实施例中，根据上述优选的组分不同，优选的密炼过程中温度为120℃～150℃，真空负压为-0.05MPa～-0.08MPa，时间为1h～4h。
b)将模具的模腔内抽至负压状态后将步骤a)得到密炼喂料注射成型外壳坯体。在本实例中注射成型温度为130℃～155℃，注射前将模具模腔内抽真空至负压-0.07MPa～-0.09MPa以内，以减少注射压力，减少留痕、气孔等注塑坯体内部缺陷，提高坯体强度。
c)将步骤a)得到的外壳坯体在高温炉中烧成实际密度占理论密度大于70％且小于85％陶瓷素坯；优选的在本实例中外壳坯体在脱脂炉中脱脂后，将其码垛转移至烧结炉中缓慢升温排除有机高分子骨架材料后将炉温升温到烧结温度并保温一段时间。此保温烧结温度低于陶瓷烧成温度烧结，使陶瓷颗粒与颗粒之间部分粘连，成为未完全致密化的陶瓷素坯，因为陶瓷素坯的硬度低于烧成后的陶瓷硬度，利于后面机加工步骤。根据本实例中材料和前期制备工艺的不同，为了将坯体烧结到大于70％且小于85％致密度的陶瓷素坯，优选的本实例的烧结温度为1200℃～1280℃，保温时间为1h～2h。
d)在陶瓷素坯第一平面雕刻多个正多边形盲孔。优选的第一平面为外壳内表面，外表面为完全的陶瓷表面，有利于美观且耐磨。也可以雕刻多边形盲孔，在本实例中优选为正多边形盲孔，雕刻的工艺为CNC雕刻或者激光雕刻。在本实例中正多边形盲孔可以为等边三角形盲孔、正方形盲孔、正五边形盲孔、正六边形盲孔和圆型盲孔中一种，也可以是其它形状，并无特别的要求限制。其中正多变形盲孔的孔深度根据外壳的厚度在0.1mm～0.9mm优选，为了不影响外壳的强度，优选的正多边形盲孔的正多边形的边长为0.5mm～10mm，相邻两个正多边形盲孔的壁厚为0.5mm～3mm。
e)将步骤d)雕刻盲孔后的陶瓷素坯烧结致密。由于陶瓷素坯已经经过一次烧结，部分颗粒有长大和粘连现象，需要在高于1500℃常压下或者更高的温度下烧结才能致密化。因此本实例中优选的先常压烧结后再次热等静压烧结使其快速致密化。优选的陶瓷素坯在1350℃～1450℃常压保温烧结2h～4h后再热等静压烧结得到背板毛坯，热等静压烧结温度1100℃～1200℃，压力50MPa～100MPa，保温时间为30min～1h。
f)使用表面改进剂处理背板毛坯的正多边形盲孔，使其与有机高分子塑胶材料的结合强度更高，不使用过程中至于脱落。在本实例中优选使用硬脂酸、硬脂酸铵、硅烷偶联剂中一种或两种组合改性处理背板毛坯的盲孔。
g)在经过步骤f)处理的背板毛坯的正多边形盲孔内注入液态环氧树脂或液态硅胶后在60℃～180℃温度固化5min～120min，使液态树脂固化为有机高分子塑胶材料，与背板毛坯牢固结合。优选的在本实例中可以将背板毛坯的使用CNC加工设备将毛边和余量加工掉，然后将外壳外表面磨抛光处理。
按上述所述氧化锆陶瓷外壳的制备方法技术方案制造手机外壳、表壳、平板外壳等电子外壳结构件。
以下为本发明的具体实施例：
实施例1
称取γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷14g、D50为30nm的3Y-TZP陶瓷粉体1.706kg、58号石蜡180g和100g的聚丙烯，将称取的有机物加入3L的密炼机中升温至130℃使其融化，然后分3次将陶瓷粉体加入密炼，待陶瓷粉体加入完成后，将密炼机抽负压至-0.05MPa，在135℃密炼3h得到喂料。将喂料装入注塑机的料斗内，将2.15英寸手表外壳模具模腔装入注塑机，将2.15英寸手表外壳模具模腔抽至-0.08MPa，设定注塑机料桶温度为145℃，注塑压力为180MPa注塑，使熔融的喂料高速注入模腔中保压4s得到手表外壳背板素坯。
将手表外壳素坯码垛放入脱脂炉中以0.2℃/min的速率缓慢升温至170℃，保温20h后随炉冷却，将手机背板素坯码垛放入烧结炉中按1℃/min，升温至430℃保温两小时，然后1℃/min升温至650℃，然后以5℃/min速率升温至1200℃保温2h后按5℃/min降温至1050℃随炉冷却得到致密度为70.2％的手机外壳陶瓷素坯。
将手表外壳陶瓷素坯放入高速CNC加工设备并用夹具加持，以0.1mm进刀速度在整个内表面开槽加工正三角形盲孔，其中加工的正三角形的盲孔边长5mm、盲孔深0.1mm，盲孔与盲孔之间壁厚2mm，加工完毕后将其用清水冲洗后在烘箱中烘干。
将烘干的手表外壳陶瓷素坯放置烧结炉中以5℃/min速率升温至1350℃保温4h后按5℃/min降温至1050℃随炉冷却，然后放置在热等静压烧结炉中，以10℃/min的速率升温至1100℃，在100MPa压力下，保温时间为30min后按5℃/min降温至1050℃随炉冷却随炉冷却得到手表外壳毛坯。
称取γ―氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)50g加入2kg去离子水和2kg乙醇混合溶液中，将手表外壳毛坯放入其中浸渍2h后放入烘箱干燥，然后将液态环氧树脂涂覆至盲孔内刮去多余的液态环氧树脂后在烘箱中60℃固化120min，然后背板毛坯使用CNC加工设备将毛边和余量加工掉，然后使用陶瓷磨抛光机处理即得到该蜂窝状盲孔增韧氧化锆陶瓷手机背板。
按三点弯曲法测试抗弯强度和单边切口梁法测试断裂韧性的样品要求多次取样测试求平均值，测试结果为该陶瓷的抗弯强度为1213MPa，断裂韧性为15.8MPa.m1/2，而据谢志鹏著的《结构陶瓷》一书介绍目前商用的Y-TZP的抗弯强度通常为800～1200MPa，断裂韧性为8～12MPa.m1/2。与商用的Y-TZP陶瓷相比，断裂韧性显著提高，，更适合用于手机外壳(背板)。
实施例2
称取硬脂酸铵16g、D50为30nm的3Y-TZP陶瓷粉体1.704kg、180g56号石蜡和100g的聚乙烯，将称取的有机物加入3L的密炼机中升温至115℃使其融化，然后分3次将陶瓷粉体加入密炼，待陶瓷粉体加入完成后，将密炼机抽负压至-0.05MPa，在120℃密炼4h得到喂料。将喂料装入注塑机的料斗内，将厚度为5英寸手机模具模腔装入注塑机，将5英寸手机模具模腔抽至-0.09MPa，设定注塑机料桶温度为130℃，注塑压力为250MPa注塑，使熔融的喂料高速注入模腔中保压3s得到手机背板素坯。
手机背板素坯码垛放入脱脂炉中以0.2℃/min的速率缓慢升温至170℃，保温20h后随炉冷却，将手机背板素坯码垛放入烧结炉中按1℃/min，升温至400℃保温两小时，然后1℃/min升温至650℃，然后以5℃/min速率升温至1280℃保温1h后按5℃/min降温至1050℃随炉冷却得到相对密度为84.7％的手机背板陶瓷素坯。
将手机背板陶瓷素坯陶瓷素坯放入高速CNC加工设备并用夹具加持，以0.1mm进刀速度在整个内表面开槽加工正方形盲孔，其中加工的正方形的盲孔边长0.5mm、盲孔深0.1mm，盲孔与盲孔之间壁厚0.5mm，加工完毕后将其用清水冲洗后在烘箱中烘干。
将烘干的手表外壳陶瓷素坯放置烧结炉中以5℃/min速率升温至1450℃保温2h后按5℃/min降温至1050℃随炉冷却，然后放置在热等静压烧结炉中，以10℃/min的速率升温至1200℃，在压力50MPa，保温时间为1h后按5℃/min降温至1050℃随炉冷却随炉冷却得到手机外壳毛坯。
称取γ―氨丙基三乙氧基硅烷30g和γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH560)20g加入2kg去离子水和2kg乙醇混合溶液中，然后将手机外壳毛坯放入其中浸渍2h后放入烘箱干燥，然后将液态硅胶涂覆至盲孔内刮去多余的液态硅胶树脂后在烘箱中180℃固化5min，然后背板毛坯使用CNC加工设备将毛边和余量加工掉，然后使用陶瓷磨抛光机处理即得到该蜂窝状盲孔增韧氧化锆陶瓷手机背板。
按三点弯曲法测试抗弯强度和单边切口梁法测试断裂韧性的样品要求多次取样测试求平均值，测试结果为该陶瓷的抗弯强度为1143MPa，断裂韧性为14.0MPa.m1/2。
实施例3
称取硬脂酸10g、D50为200nm的3Y-TZP陶瓷粉体1.85kg、80g58号石蜡和60g的聚苯硫醚，将称取的有机物加入3L的密炼机中升温至120℃使其融化，然后分3次将陶瓷粉体加入密炼，待陶瓷粉体加入完成后，将密炼机抽负压至-0.08MPa，在150℃密炼1h得到喂料。将喂料装入注塑机的料斗内，将厚度为8英寸平板模腔装入注塑机，将8英寸平板模具模腔抽至-0.07MPa，设定注塑机料桶温度为155℃，注塑压力为200MPa注塑，使熔融的喂料高速注入模腔中保压5s得到平板外壳素坯。
平板外壳素坯码垛放入脱脂炉中以0.2℃/min的速率缓慢升温至170℃，保温20h后随炉冷却，将平板背板素坯码垛放入烧结炉中按1℃/min，升温至450℃保温两小时，然后1℃/min升温至650℃，然后以5℃/min速率升温至1250℃保温2h后按5℃/min降温至1050℃随炉冷却得到相对密度为80.5％的平板外壳陶瓷素坯。
将平板外壳陶瓷素坯放入高速CNC加工设备并用夹具加持，以0.3mm进刀深度在整个内表面开铣正五边形盲孔，其中铣的正五边形的盲孔边长10mm、盲孔深0.9mm，盲孔与盲孔之间壁厚3mm，加工完毕后将其用清水冲洗后在烘箱中烘干。
将烘干的平板外壳陶瓷素坯放置烧结炉中以5℃/min速率升温至1400℃保温3h后按5℃/min降温至1050℃随炉冷却，然后放置在热等静压烧结炉中，以10℃/min的速率升温至1150℃，在压力100MPa，保温时间为1h后按5℃/min降温至1050℃随炉冷却随炉冷却得到平板外壳毛坯。
称取γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷50g加入2kg去离子水和2kg乙醇混合溶液中，然后将平板外壳毛坯放入其中浸渍2h后放入烘箱干燥，然后将液态硅胶涂覆至盲孔内刮去多余的液态硅胶后在烘箱中180℃固化10min，然后平板外壳毛坯使用CNC加工设备将毛边和余量加工掉，然后使用陶瓷磨抛光机处理即得到该蜂窝状盲孔增韧氧化锆陶瓷平板外壳。
按三点弯曲法测试抗弯强度和单边切口梁法测试断裂韧性的样品要求多次取样测试求平均值，测试结果为该陶瓷的抗弯强度为1077MPa，断裂韧性为14.5MPa.m1/2。
实施例4
称取γ―氨丙基三乙氧基硅烷12g、D50为50nm的8Ce-TZP陶瓷粉体1.708kg、58号石蜡180g和100g的聚丙烯，将称取的有机物加入3L的密炼机中升温至130℃使其融化，然后分3次将陶瓷粉体加入密炼，待陶瓷粉体加入完成后，将密炼机抽负压至-0.07MPa，在140℃密炼3h得到喂料。将喂料装入注塑机的料斗内，将厚度为0.6mm的6英寸手机模具模腔装入注塑机，将6英寸手机模具模腔抽负压至-0.08MPa，设定注塑机料桶温度为150℃，注塑压力为190MPa注塑，使熔融的喂料高速注入模腔中保压4s得到6寸手机外壳素坯。
手机外壳素坯码垛放入脱脂炉中以0.2℃/min的速率缓慢升温至170℃，保温20h后随炉冷却，将手机外壳素坯码垛放入烧结炉中按1℃/min，升温至420℃保温两小时，然后1℃/min升温至650℃，然后以5℃/min速率升温至1270℃保温1h后按5℃/min降温至1050℃随炉冷却得到相对密度为83.2％的手机外壳陶瓷素坯。
将手机外壳陶瓷素坯放入高速CNC加工设备并用夹具加持，以0.3mm进刀深度在整个内表面铣正六边形盲孔，其中铣的正六边形的盲孔边长3mm、盲孔深0.3mm，盲孔与盲孔之间壁厚2mm，加工完毕后将其用清水冲洗后在烘箱中烘干。
将烘干的平板外壳陶瓷素坯放置烧结炉中以5℃/min速率升温至1400℃保温2.5h后按5℃/min降温至1050℃随炉冷却，然后放置在热等静压烧结炉中，以10℃/min的速率升温至1150℃，在压力50MPa，保温时间为1h后按5℃/min降温至1050℃随炉冷却随炉冷却得到手机外壳毛坯。
称取硬脂酸50g加入3kg乙醇溶液中混合均匀，然后将手机背板毛坯放入其中浸渍3h后放入烘箱干燥，然后将液态环氧树脂涂覆至盲孔内刮去多余的液态环氧树脂后在烘箱中80℃固化40min，然后背板毛坯使用CNC加工设备将毛边和余量加工掉，然后使用陶瓷磨抛光机处理即得到该蜂窝状盲孔增韧氧化锆陶瓷手机外壳，如图2所示。
按三点弯曲法测试抗弯强度和单边切口梁法测试断裂韧性的样品要求多次取样测试求平均值，测试结果为该陶瓷的抗弯强度为1095MPa，断裂韧性为14.9MPa.m1/2。
实施例5
称取γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷8g、γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷6g、D50为30nm的3Y-TZP陶瓷粉体1.766kg、56号石蜡140g和80g的聚苯硫醚，将称取的有机物加入3L的密炼机中升温至145℃使其融化，然后分3次将陶瓷粉体加入密炼，待陶瓷粉体加入完成后，将密炼机抽负压至-0.06MPa，在150℃密炼2h得到喂料。将喂料装入注塑机的料斗内，将5.7英寸手机模具模腔装入注塑机，将5.7英寸手机模具模腔抽至-0.08MPa，设定注塑机料桶温度为155℃，注塑压力为190MPa注塑，使熔融的喂料高速注入模腔中保压4s得到手机外壳素坯。
手机外壳素坯码垛放入脱脂炉中以0.2℃/min的速率缓慢升温至170℃，保温20h后随炉冷却，将手机背板素坯码垛放入烧结炉中按1℃/min，升温至450℃保温两小时，然后1℃/min升温至650℃，然后以5℃/min速率升温至1230℃保温1h后按5℃/min降温至1050℃随炉冷却得到相对密度为76.6％的手机背板毛坯。
将手机外壳陶瓷素坯放入高速CNC加工设备并用夹具加持，以0.2mm进刀深度在整个内表面加工圆形盲孔，其中加工的圆形盲孔直径为7mm、盲孔深0.2mm，盲孔与盲孔之间壁厚1.5mm，加工完毕后将其用清水冲洗后在烘箱中烘干。
将烘干的手机外壳陶瓷素坯放置烧结炉中以5℃/min速率升温至1380℃保温3h后按5℃/min降温至1050℃随炉冷却，然后放置在热等静压烧结炉中，以10℃/min的速率升温至1150℃，在压力100MPa，保温时间为30min后按5℃/min降温至1050℃随炉冷却随炉冷却得到手机外壳毛坯。
称取硬脂酸铵50g加入3kg乙醇溶液中混合均匀，然后将手机背板毛坯放入其中浸渍3h后放入烘箱干燥，然后将液态环氧树脂涂覆至盲孔内刮去多余的液态环氧树脂后在烘箱中70℃固化60min，然后背板毛坯使用CNC铣刀将毛边和余量加工掉，然后使用陶瓷磨抛光处理即得到该蜂窝状盲孔增韧氧化锆陶瓷手机背板。
按三点弯曲法测试抗弯强度和单边切口梁法测试断裂韧性的样品要求多次取样测试求平均值，测试结果为该陶瓷的抗弯强度为1219MPa，断裂韧性为15.6MPa.m1/2。
以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。
Claims (10)
1.蜂窝状盲孔增韧氧化锆陶瓷外壳的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
a)将表面改性剂、无机纳米氧化锆粉体、石蜡与有机高分子材料在密炼机中高温负压密炼得到喂料；
b)将步骤a)得到喂料在模具模腔负压下注射成型外壳坯体；
c)将步骤b)得到的外壳坯体在高温炉中烧成实际密度占理论密度大于70％且小于85％陶瓷素坯；
d)在陶瓷素坯第一平面雕刻多于一个周期性的正多边形盲孔；
e)将步骤d)处理过的陶瓷素坯在1350℃～1450℃常压保温烧结2h～4h后再热等静压烧结，热等静压烧结温度1100℃～1200℃，压力50MPa～100MPa，保温时间为30min～1h得到背板毛坯；
f)使用表面改进剂处理背板毛坯的周期性正多边形盲孔；
g)在经过步骤f)处理的背板毛坯的周期性正多边形盲孔内注入液态环氧树脂或液态硅胶后在60℃～180℃温度固化5min～120min。
2.根据权利要求1所述的蜂窝状盲孔增韧氧化锆陶瓷外壳的制造方法，其特征在于：步骤c)中烧结温度为1200℃～1280℃，保温时间为1h～2h。
3.根据权利要求2所述的蜂窝状盲孔增韧氧化锆陶瓷外壳的制造方法，其特征在于：正多变形盲孔的孔深度为0.1mm～0.9mm，正多边形盲孔的正多边形的边长为0.5mm～10mm，相邻两个正多边形盲孔的壁厚为0.5mm～3mm。
4.根据权利要求3所述的蜂窝状盲孔增韧氧化锆陶瓷外壳的制造方法，其特征在于：正多边形盲孔为等边三角形盲孔、正方形盲孔、正五边形盲孔、正六边形盲孔和圆型盲孔中一种。
5.根据权利要求4所述的蜂窝状盲孔增韧氧化锆陶瓷外壳的制造方法，其特征在于：步骤a)中有机高分子材料为聚乙烯、聚丙烯、聚苯硫醚中的一种，无机纳米氧化锆粉体为钇稳定纳米氧化锆，其D50为30nm～200nm。
6.根据权利要求5所述的蜂窝状盲孔增韧氧化锆陶瓷外壳的制造方法，其特征在于：步骤a)中的表面改性剂的质量百分比为0.5％～0.8％，无机纳米氧化锆粉体的质量百分比为85.2％～92.5％，石蜡的质量百分比为4％～9％，有机高分子的质量百分比为3％～5％。
7.根据权利要求6所述的蜂窝状盲孔增韧氧化锆陶瓷外壳的制造方法，其特征在于：步骤a)和f)中的表面改性剂为硬脂酸、硬脂酸铵、硅烷偶联剂的一种或两种组合。
8.根据权利要求7所述的蜂窝状盲孔增韧氧化锆陶瓷外壳的制造方法，其特征在于：硅烷偶联剂为γ―氨丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷和γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷中的一种。
9.根据权利要求8所述的蜂窝状盲孔增韧氧化锆陶瓷外壳的制造方法，其特征在于：步骤a)中密炼温度为120℃～150℃，负压为-0.05MPa～-0.08MPa，密炼时间为1～4h；步骤b)中注射成型温度为130℃～155℃，负压为-0.07MPa～-0.09MPa。
10.一种手机外壳，其特征在于使用权利要求1～9任一项权利要求 所述的制造方法制备得到。
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