CN114449792A - 壳体及其制作方法、电子设备 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种壳体及其制作方法、电子设备，其中，所述壳体包括：核芯层及包裹层；所述包裹层定义有封闭空间，所述核芯层填充于所述封闭空间内；其中，所述核芯层的第一热膨胀系数大于所述包裹层的第二热膨胀系数。通过上述方式，本申请能够为提高整个壳体外周的强度提供技术支持。
Description
技术领域
本申请涉及壳体技术领域，特别是涉及一种壳体及其制作方法、电子设备。
背景技术
出于功能以及外观等方面的需求，诸多生产、生活工具，例如电子设备、家用电器等都具有壳体。
随着科技的发展，用户对于当前各种设备的壳体的强度等方面的要求越来越高，低强度的壳体容易导致碎裂，已无法满足用户日益增长的需求。
发明内容
本申请主要解决的技术问题是提供一种壳体及其制作方法、电子设备，能够为提高整个壳体外周的强度提供技术支持。
为解决上述技术问题，本申请采用的一个技术方案是：提供一种壳体，所述壳体包括：核芯层及包裹层；所述包裹层定义有封闭空间，所述核芯层填充于所述封闭空间内；其中，所述核芯层的第一热膨胀系数大于所述包裹层的第二热膨胀系数。
为解决上述技术问题，本申请采用的另一个技术方案是：提供一种壳体的制作方法，所述制作方法包括：提供包裹材料和核芯材料；对所述包裹材料及所述核芯材料进行加热处理，以使所述包裹材料处于流动态并包裹所述核芯材料，而使所述核芯材料填充于所述包裹材料形成的封闭空间内；及对所述包裹材料及所述核芯材料进行降温处理，得到所述壳体；其中，所述包裹材料的第一热膨胀系数小于所述核芯材料的第二热膨胀系数。
为解决上述技术问题，本申请采用的又一个技术方案是：提供一种电子设备，包括壳体及功能器件，所述壳体定义有容置空间；所述功能器件容置于所述容置空间内；其中，所述壳体为如上所述的壳体。
本申请的有益效果是：区别于现有技术的情况，本申请中壳体包括核芯层及包裹层，其中，包裹层定义有封闭空间，核芯层填充于封闭空间内，且核芯层的第一热膨胀系数大于包裹层的第二热膨胀系数。通过这种方式，在对上述壳体加热并进行冷却处理后，热膨胀系数小的包裹层的收缩小，而热膨胀系数大的核芯层的收缩大，从而会在包裹层形成压应力，并在核芯层形成拉应力，由于包裹层包裹于整个核芯层的***，从而使得壳体外周均形成相应的压应力，以为提高整个壳体外周的强度提供技术支持。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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。其中：
图1是本申请电子设备一实施方式的结构示意图；
图2是本申请壳体一实施方式的部分结构示意图；
图3是本申请壳体一实施方式中的包裹层和核芯层所分别对应的包裹层单体和核芯层单体的形成场景示意图；
图4是本申请壳体一实施方式中壳体的形成场景示意图；
图5是本申请壳体一实施方式中包裹层的第一压应力示意图；
图6是相关技术中壳体的包裹层的第三压应力示意图；
图7是本申请壳体一实施方式中包裹层的第一压应力和第二压应力叠加的示意图；
图8是相关技术中壳体的包裹层的第三压应力和第四压应力叠加的示意图；
图9是本申请壳体一实施方式的垂直于壳体的主表面的方向上的横截面的结构示意图；
图10是本申请壳体一实施方式的垂直于壳体的主表面的方向上的横截面的结构示意图；
图11是本申请壳体一实施方式的平行于壳体的主表面的方向上的横截面的结构示意图；
图12是本申请壳体一实施方式的平行于壳体的主表面的方向上的横截面的结构示意图；
图13是本申请壳体一实施方式的垂直于壳体的主表面的方向上的横截面的结构示意图；
图14是本申请壳体一实施方式的垂直于壳体的主表面的方向上的横截面的结构示意图；
图15是本申请壳体一实施方式的垂直于壳体的主表面的方向上的横截面的结构示意图；
图16是本申请壳体一实施方式的垂直于壳体的主表面的方向上的横截面的结构示意图；
图17是本申请壳体一实施方式的垂直于壳体的主表面的方向上的横截面的结构示意图；
图18是本申请壳体一实施方式的垂直于壳体的主表面的方向上的横截面的结构示意图；
图19是本申请壳体一实施方式的垂直于壳体的主表面的方向上的横截面的结构示意图；
图20是本申请壳体一实施方式的垂直于壳体的主表面的方向上的横截面的结构示意图；
图21是本申请壳体一实施方式的垂直于壳体的主表面的方向上的横截面的结构示意图；
图22是本申请壳体一实施方式的垂直于壳体的主表面的方向上的横截面的结构示意图；
图23是本申请壳体一实施方式的垂直于壳体的主表面的方向上的横截面的结构示意图；
图24是本申请壳体一实施方式的垂直于壳体的主表面的方向上的横截面的结构示意图；
图25是本申请壳体一实施方式的垂直于壳体的主表面的方向上的横截面的结构示意图；
图26是本申请壳体一实施方式的垂直于壳体的主表面的方向上的横截面的结构示意图；
图27是本申请壳体一实施方式的垂直于壳体的主表面的方向上的横截面的结构示意图；
图28是本申请壳体一实施方式的垂直于壳体的主表面的方向上的横截面的结构示意图；
图29是本申请壳体一实施方式的垂直于壳体的主表面的方向上的横截面的结构示意图；
图30是本申请壳体一实施方式的垂直于壳体的主表面的方向上的横截面的结构示意图；
图31是本申请壳体一实施方式的垂直于壳体的主表面的方向上的横截面的结构示意图；
图32是本申请壳体一实施方式的垂直于壳体的主表面的方向上的横截面的结构示意图；
图33是本申请壳体一实施方式的平行于壳体的主表面的方向上的横截面的结构示意图；
图34是本申请壳体一实施方式的平行于壳体的主表面的方向上的横截面的结构示意图；
图35是本申请壳体一实施方式的平行于壳体的主表面的方向上的横截面的结构示意图；
图36是本申请壳体一实施方式的结构示意图；
图37是本申请壳体的制作方法一实施方式的流程示意图；
图38是本申请壳体的制作方法一实施方式的流程示意图。
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做出创造性的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。
本申请提供一种电子设备，请参阅图1，在一实施方式中，电子设备包括壳体10及功能器件20。其中，该壳体10定义有容置空间10a，功能器件20设置于该容置空间10a内，该壳体10能够起到保护功能器件20(例如，主板、电池等)的作用。
具体地，电子设备可以是手机、平板电脑、笔记本电脑、智能手环、智能手表等，壳体10可以为电子设备的前壳、边框、后盖等此处不做限定。
请一并参阅图2，在一实施方式中，壳体10可以包括核芯层11及包裹层12，其中，包裹层12定义有封闭空间12a，核芯层11填充于该封闭空间12a内，使得包裹层12包裹在核芯层11的整个外周，从而使得壳体10的整个外表面及边缘均由包裹层12形成。
其中，包裹层12及核芯层11均可为玻璃、陶瓷、蓝宝石中的至少一种。在实际应用中，包裹层12和核芯层11均可以为玻璃，且对应的软化点均可大于400℃，具体如450℃、500℃、550℃等，具体可以根据实际需求选择普通玻璃、微晶玻璃、有色玻璃等，此处不做具体限定。
需要指出的是，核芯层11的第一热膨胀系数大于包裹层12的第二热膨胀系数，具体地，第一热膨胀系数与第二热膨胀系数之间的差值可不小于5x10^-7/℃，例如5x10^-7/℃、5.5x10^-7/℃、6x10^-7/℃等。其中，上述热膨胀系数均可指0-300℃下的热膨胀系数。通过这种方式，在对上述壳体10加热并进行冷却处理后，会在包裹层12形成压应力，并在核芯层11形成拉应力，而且由于包裹层12包裹于整个核芯层11的***，从而使得壳体10外周均形成相应的压应力，以为提高整个壳体10外周的强度提供技术支持。
在实际生产过程中，请参阅图3，可先分别利用包裹材料(即包裹层12的原材料)和核芯材料(即核芯层11的原材料)制成包裹层板材及核芯层板材，然后再进一步分别对包裹层板材和核芯层板材进行切割，如线切割等，得到多个尺寸较小的包裹层单元和核芯层单元。然后根据实际需求进一步进行数控机床CNC外形加工、抛光等外形处理，从而得到包裹层单体121和核芯层单体111。其中，通过抛光处理，能够使得后续在制作壳体10时，使得包裹层单体121与核芯层单体111结合得更加充分。需要说明的是，包裹层单体121与核芯层单体111的形成方式基本一致，均可通过图3进行示意。
进一步地，在得到包裹层单体121和核芯层单体111后，可通过对包裹层单体121进行加热处理和/或加压处理而使其处于流动状态，以包封在核芯层单体111的***，从而得到具有上述包裹层12和核芯层11的壳体10；当然，还可通过同时对包裹层单体121以及核芯层单体111进行加热处理和/或加压处理以形成壳体10。
在一个应用场景中，包裹层单体121和核芯层单体111的材质均为玻璃，在制作壳体10时，采用的包裹层单体121的数量为两个，核芯层单体111的数量为一个，且每个包裹层单体121的尺寸大于核芯层单体111的尺寸，例如至少包裹层单体121的长度、宽度大于核芯层单体111的长度、宽度，以使得包裹层单体121能够形成足够大的封闭空间12a，以充分包裹核心层单体。
具体地，在得到包裹层单体121和核芯层单体111之后，可利用压铸设备进行进一步的操作，以得到壳体10。其中，压铸设备可包含真空腔、高温加热***以及合片模具等。
具体地，请参阅图4，分别将两个包裹层单体121和一个核芯层单体111按照包裹层单体121+核芯层单体111+包裹层单体121的方式层叠放置于真空腔内的模具内，启动高温加热***将包裹层单体121和核芯层单体111加热到高于二者的玻璃软化点，如800-900℃，并持续进行加热加压，使温度达到900-1100℃，从而使得包裹层单体121的粘度低于30000Poise而呈流动状态，上下两个包裹层单体121融合在一起并充分包裹在核芯层单体111的外周，然后打破真空腔内的真空环境，在腔体内充入保护气氛，如氮气、氩气等，并进行冷却处理并出料，从而得到上述的包括包裹层12、核芯层11的壳体10。
当然，还可以在出料后根据实际需求进一步进行机械加工(如CNC加工等)、抛光以及进一步的强化，如化学钢化等，从而得到壳体10成品。
需要指出的是，在上述对包裹层单体121及核芯层单体111加热后冷却的过程中，由于二者在热膨胀系数上的差异，热膨胀系数小的包裹层12的收缩小，而热膨胀系数大的核芯层11的收缩大，从而会在包裹层12产生压应力(如图5中的箭头所示的第一压应力F1)，而在核芯层11产生拉应力，而又由于包裹层12包裹在核芯层11的整个外周，从而能够在壳体10的整个***形成第一压应力F1，进而能够提升壳体10的整个***的强度。
在相关技术当中，请参阅图6，壳体也可由包裹层22及核芯层21构成，具体地，通过溢流法在高温下将低热膨胀系数的玻璃融合到高热膨胀系数的玻璃的两侧，形成三明治结构，即包裹层22仅包覆在核芯层21的两侧，而并非包裹于整个核芯层21的外周，在冷却过程中，同样地，低热膨胀系数的玻璃收缩小，高热膨胀系数的玻璃收缩大，从而在包裹层22形成压应力(如图6中箭头所示的第三压应力F3)，而在核芯层21形成拉应力。
然而，由于相关技术中包裹层22并没有包裹整个核芯层21的外周，因此，未被包裹层22包裹的核芯层21部分，即边缘部，并未产生相应的压应力，或者说产生的压应力较小，可以忽略，也就是说该壳体的边缘部未得到相应的强化。
相比之下，本申请上述壳体10的包括边缘在内的整个***均能够得到强化，一方面能够减少壳体10破裂的情况发生，另一方面，采用相对较薄的壳体10也能够具有相当的强度，从而能够在一定程度上满足用户轻薄化的使用需求。而且，由于核芯层11被包裹层12完全包裹于其中，因此相对来说核芯层11的强度对壳体10的整体强度影响较小，从而在材质、形状等方面有更多的选择。
需要指出的是，上述基于第一热膨胀系数与第二热膨胀系数之间的差值而在包裹层12产生的第一压应力F1满足如下公式(1)：
其中，CTEA、CTEB分别为包裹层12的第一热膨胀系数和核芯层11的第二热膨胀系数，如上所述，二者之间的差值可不小于5x10^-7/℃；ΔT为常温与包裹层12的应变点和核芯层11的应变点中的较低者之差，即ΔT＝T常-min{T应1，T应2}，其中，T应1为包裹层12的应变点，T应2为核芯层11的应变点；EmodA、EmodB分别为包裹层12的杨氏模量和核芯层11的杨氏模量，二者均可大于50GPa，具体如51GPa、52GPa、53GPa等，其中，包裹层12和核芯层11的杨氏模量越大，则最终在包裹层12上形成的压应力也越大，具体可根据实际需求进行选择；tA、tB分别为在垂直于壳体10的主表面13(如图2所示)的方向上，包裹层12的厚度和核芯层11的厚度，其中，壳体10的主表面13为壳体10的面积较大的表面。包裹层12的厚度和核芯层11的厚度二者均可以为0.02-2mm，具体如0.02mm、0.04mm、0.05mm、0.1mm、0.5mm、1mm、2mm等，其中，包裹层12的厚度tA与核芯层11的厚度tB可以相等也可以不等，此处不做限定；νA为包裹层12的泊松比。
能够理解地，在一些实施方式中，可以在一定程度上通过增大CTEB与CTEA之间的差值来增大包裹层12上形成的第一压应力F1，从而进一步提高壳体10的强度。
在一实施方式中，请参阅图7，在得到上述壳体10之后，还可以对壳体10进一步进行化学钢化，以在包裹层12进一步产生另一压应力，即第二压应力F2。
具体地，该压应力可以为包裹层12经离子交换反应产生。其中，包裹层12的材质可以为能够进行离子交换的材质，具体可以为高铝硅玻璃，更加具体地，可以为锂铝硅玻璃、钠铝硅玻璃等中的至少一种。
具体地，可将壳体10浸泡在一定温度盐炉内，使得壳体10发生反应以将壳体10表层的小离子(如Li+、Na+等)替换为盐炉中的大离子(如K+)，使得壳体10表层体积增大，在壳体10表面进一步产生第二压应力F2，内部产生拉应力，从而使壳体10得到进一步的强化。
需要指出的是，如图7所示，在进一步进行化学钢化后，在包裹层12上已经产生了第一压应力F1的基础上，进一步叠加第二压应力F2，而且由于壳体10的整个外层均由包裹层12形成，因此能够对整个壳体10的表层进行进一步的强化。
而如上所述，相关技术中，包裹层22仅覆盖于核芯层21的两侧，而未覆盖核芯层21的边缘部。在进一步进行化学钢化后，虽然化学钢化不受包裹层22和核芯层21的热膨胀系数差异的影响，即也会在壳体的整个外表面进一步产生一第四压应力F4(如图8所示)，但是由于上述第三压应力F2仅产生在包裹层12上，因此相当于壳体的边缘部仅进行了化学钢化，相比之下，本申请上述实施方式中的壳体10仍具有更高的强度。
在一实施方式中，核芯层11还可以为经物理钢化处理后，和/或经化学钢化处理后的玻璃，即，在制作壳体10时所采用的核芯层单体111即为经过物理钢化处理后，和/或经化学钢化处理后的玻璃，从而能够进一步提升壳体10的强度。
进一步地，请结合参阅图9，为了满足壳体10自身的强度，如上所述，在垂直于壳体10的主表面13的方向上，包裹层12的厚度tA可以为0.02-2mm，具体如0.02mm、0.04mm、0.05mm、0.1mm、0.5mm、1mm、2mm等。
另外，在垂直于壳体10的主表面13的方向上，位于核芯层11的两侧的包裹层12的厚度tA可以相等，如图9所示，也可以不相等，如图10所示，此处不做限定。
进一步地，在垂直于壳体10的主表面13的方向上，核芯层11的厚度tB可以为0.02-2mm，具体如0.02mm、0.04mm、0.05mm、0.1mm、0.5mm、1mm、2mm等，壳体10的总厚度t可大于0.1mm，例如0.15mm、0.2mm、0.5mm、1mm、2mm、4mm等。需要指出的是，在壳体的材质为玻璃时，由于玻璃的刚性越强，则韧性则越差，在实际生产中可根据对壳体所要求的刚性与韧性强弱程度设定总厚度t的大小。
请参阅图11，在平行于壳体10的主表面13的方向上，包裹层12的厚度tC可以为0.02-2mm，具体如0.02mm、0.04mm、0.05mm、0.1mm、0.5mm、1mm、2mm等，此处不做具体限定。需要指出的是，该包裹层12的厚度的设置，能够满足壳体10边缘部位的强度需求。
另外，在平行于壳体10的主表面13的方向上，位于核芯层11两侧的包裹层12的厚度tC可以相等，如图9和图11所示，也可以不相等，如图10和图12所示，此处不做限定。
其中，请参阅图13，包裹层12包括相对设置的第一主表面122和第二主表面123，以及分别与第一主表面122和第二主表面123连接且相对设置的第一侧表面124和第二侧表面125。
具体地，第一主表面122和第二主表面123是指包裹层12的面积较大的表面，具体对应于壳体10的主表面13。在一些应用场景中，第一主表面122和第二主表面123即壳体10的主表面13；在另一些应用场景中，壳体10还包括位于包裹层12***的其它结构层，此时第一主表面122和第二主表面123则并非壳体10的主表面13。另外，第一侧表面124和第二侧表面125为连接在第一主表面122和第二主表面123之间的面。需要指出的是，连接在第一主表面122和第二主表面123之间的侧表面的数量可以为多个，而第一侧表面124和第二侧表面125可以仅是其中的两个。
在一实施方式中，请参阅图13至图21，第一主表面122与第二主表面123可互相平行且平直延伸设置。
在一个应用场景中，如图13所示，第一主表面122与第一侧表面124之间的连接、第一主表面122与第二侧表面125之间的连接，以及第二主表面123与第一侧表面124之间的连接、第二主表面123与第二侧表面125之间的连接均为圆角连接，且均朝向不同的且远离壳体10的方向弯曲设置。
在一个应用场景中，如图14所示，第一主表面122与第一侧表面124之间的连接、第一主表面122与第二侧表面125之间的连接，以及第二主表面123与第一侧表面124之间的连接、第二主表面123与第二侧表面125之间的连接均为直角连接。
在一个应用场景中，如图15所示，第一主表面122与第一侧表面124之间的连接、第一主表面122与第二侧表面125之间的连接，以及第二主表面123与第一侧表面124之间的连接、第二主表面123与第二侧表面125之间的连接均为斜角连接。
在一个应用场景中，如图16所示，第一主表面122与第一侧表面124之间的连接及第一主表面122与第二侧表面125之间的连接为斜角连接，第二主表面123与第一侧表面124之间的连接及第二主表面123与第二侧表面125之间的连接则为圆角连接。
需要指出的是，上述各应用场景中，第一、第二主表面122、123与第一、第二侧表面124、125之间的连接中，斜角的大小，以及对应的斜面的面积可以相等，同样地，对应的圆角的弧度及对应的圆弧面的面积也可相等。
在另一些应用场景中，第一、第二主表面122、123与第一、第二侧表面124、125之间的连接中，斜角的大小，以及对应的斜面的面积也可以不相等，同样地，对应的圆角的弧度及对应的圆弧面的面积也可不相等。
具体地，请参阅图17，在一个应用场景中，第一主表面122与第一侧表面124之间的连接，以及第二主表面123分别与第一侧表面124和第二侧表面125之间的连接均为圆角连接，但第二主表面123与第一侧表面124之间的圆角连接的曲率小于另外两个圆角连接，而第一主表面122与第二侧表面125之间的连接为斜角连接。
在另一些应用场景中，第一主表面122、第二主表面123与第一侧表面124、第二侧表面125之间的连接均为圆角连接，而相对的两个主表面与同一个侧面之间的圆角连接弯曲方向可以一致。
具体地，请参阅图18及图19，在一个应用场景中，第一主表面122与第一侧表面124之间的连接，以及第一主表面122与第二侧表面125之间的连接均朝背离核芯层11的方向弯曲，对应地，第二主表面123与第一侧表面124之间的连接与第一主表面122与第一侧表面124之间的连接的弯曲方向一致，且曲率相同；第二主表面123与第二侧表面125之间的连接与第一主表面122与第二侧表面125之间的连接的弯曲方向一致，且曲率相同。其中，图18与图19相比，不同的是，图18中核芯层11对应填充于第一主表面122与第二主表面123的相对位置之间以及上述相对应设置的圆角连接之间，且对应于圆角连接的核芯层11部分也弯曲设置，且与对应的圆角连接的曲率相同。而图19中核芯层11仅对应填充于第一主表面122与第二主表面123的相对位置之间，而并不填充于相对应设置的圆角连接之间。
请参阅图20及图21，在一个应用场景中，第一主表面122与第一侧表面124之间的连接，以及第一主表面122与第二侧表面125之间的连接均朝背离核芯层11的方向弯曲，对应地，第二主表面123与第一侧表面124之间的连接与第一主表面122与第一侧表面124之间的连接的弯曲方向一致，但曲率较小；第二主表面123与第二侧表面125之间的连接与第一主表面122与第二侧表面125之间的连接的弯曲方向一致，但曲率较小。其中，图20与图21相比，不同的是，图20中核芯层11对应填充于第一主表面122与第二主表面123的相对位置之间以及上述相对应设置的圆角连接之间，且对应于圆角连接的核芯层11部分也弯曲设置，且与对应的第二主表面123分别第一侧表面124和第二侧表面125之间的圆角连接的曲率相同。而图21中核芯层11仅对应填充于第一主表面122与第二主表面123的相对位置之间，而并不填充于相对应设置的圆角连接之间。
在一实施方式中，请参阅图22，第一主表面122与第二主表面123中的一个朝背离核芯层11的方向弯曲设置，另一个平直延伸设置。
在一实施方式中，请参阅图23和图24，第一主表面122与第二主表面123中的一个朝背离核芯层11的方向弯曲设置，另一个朝向核芯层11弯曲设置。其中，图23中，第一主表面122朝背离核芯层11的方向弯曲设置，第二主表面123的弯曲方向与第一主表面122相同，且曲率也相同。图24中，第二主表面123朝背离核芯层11的方向弯曲设置，第一主表面122的弯曲方向与第二主表面123相同，且曲率也相同。
在一实施方式中，请参阅图25，第一主表面122和第二主表面123均朝背离核芯层11的方向弯曲设置。
其中，请继续参阅图13，核芯层11包括相对设置的第一内表面112和第二内表面113，以及分别与第一内表面112和第二内表面113连接且相对设置的第一内侧面114和第二内侧面115。
具体地，第一内表面112、第二内表面113、第一内侧面114和第二内侧面115均为核芯层11与包裹层12接触的表面。其中，第一内表面112和第二内表面113是指核芯层11的面积较大的表面，具体对应于壳体10的主表面13。第一内侧面114和第二内侧面115则为连接在第一内表面112和第二内表面113之间的面。需要指出的是，连接在第一内表面112和第二内表面113之间的内侧面的数量可以为多个，而第一内侧面114和第二内侧面115可以仅是其中的两个。
在一实施方式中，请参阅图13及图26至图28，第一内表面112与第二内表面113互相平行且平直延伸设置。
在一个应用场景中，如图13所示，第一内表面112与第一内侧面114之间的连接、第一内表面112与第二内侧面115之间的连接，以及第二内表面113与第一内侧面114之间的连接、第二内表面113与第二内侧面115之间的连接均为圆角连接。
在一个应用场景中，如图26所示，第一内表面112与第一内侧面114之间的连接、第一内表面112与第二内侧面115之间的连接，以及第二内表面113与第一内侧面114之间的连接、第二内表面113与第二内侧面115之间的连接均为直角连接。
在一个应用场景中，如图27所示，第一内表面112与第一内侧面114之间的连接、第一内表面112与第二内侧面115之间的连接，以及第二内表面113与第一内侧面114之间的连接、第二内表面113与第二内侧面115之间的连接均为斜角连接。
在一个应用场景中，如图28所示，第一内表面112与第一内侧面114之间的连接及第一内表面112与第二内侧面115之间的连接为圆角连接，而第二内表面113与第一内侧面114之间的连接及第二内表面113与第二内侧面115之间的连接均为斜角连接。
需要指出的是，上述第一、第二内表面112、113与第一、第二内侧面114、115之间的连接中，斜角的大小，以及对应的斜面的面积可以相等或者不相等，同样地，对应的圆角的曲率及对应的圆弧面的面积也可相等或者不相等。
在一实施方式中，请参阅图29至图32，第一内表面112与第二内表面113中的至少一者弯曲设置。
具体地，在一个应用场景中，如图29所示，第一内表面112朝远离第二内表面113的方向弯曲，第二内表面113平直延伸设置。
在一个应用场景中，如图30所示，第一内表面112朝远离第二内表面113的方向弯曲，第二内表面113朝远离第一内表面112的方向弯曲。
在一个应用场景中，如图31所示，第一内表面112朝向第二内表面113弯曲，第二内表面113朝向第一内表面112弯曲。
在一个应用场景中，如图32所示，第一内表面112和第二内表面113均呈波浪状弯曲设置。
进一步地，核芯层11的在平行于壳体10的主表面13的横截面的形状可以为规则的形状，例如可以为如正方形(如图11所示)、矩形等，或者还可以为不规则的形状，如图33、图34所示，此处不做具体限定。
另外，在一个实施方式中，封闭空间12a的数量既可以为一个，也可以为多个，核芯层11的数量与封闭空间12a的数量相等，并分别填充于对应的封闭空间12a内。
在一个应用场景中，核芯层11的数量可以为多个，在壳体10的实际生产过程中，可以在真空腔内间隔放置多个核芯层11的单体，在高温加热***持续加热的过程中，包裹层12转化为流动状态并流动至每个核芯层11的单体之间的间隔内，并包裹在每个核芯层单体111的***，从而最终得到具有多个核芯层11的壳体10，如图35所示。当然，在其它应用场景中，核芯层11的数量并不限定为一个或者如图35所示的4个，还可以为2个、3个、5个等，具体可根据实际需求进行选择，此处不做具体限定。
进一步地，请参阅图36，在一实施方式当中，壳体还可包括形成在上述包裹层12的至少一侧的外观层14。具体地，该外观层14可以是能够使壳体呈现一定色彩的颜色层、用于反射入射光线而使壳体呈现高亮效果的反射层、能够提供纹理效果的纹理图案层、遮挡电子设备的内部的功能器件20的遮光层等中的至少一种，具体可根据实际需求进行选择，此处不做限定。
本申请还提供壳体的制作方法，请参阅图37，壳体的制作方法一实施例可包括：
步骤S10：提供包裹材料和核芯材料；
步骤S20：对包裹材料及核芯材料进行加热处理，以使包裹材料处于流动态并包裹核芯材料，而使核芯材料填充于包裹材料形成的封闭空间内；及
步骤S30：对包裹材料及核芯材料进行降温处理，得到壳体；
其中，包裹材料的第一热膨胀系数小于核芯材料的第二热膨胀系数。
本实施方式中的壳体制作方法可用于制作本申请上述实施方式中所描述的壳体。本实施方式中所涉及的包裹材料、核芯材料的种类、加热处理以及降温处理的方式，以及实施方法所使用的设备等均与上述壳体实施方式中的相同，相关详细内容请参阅上述实施方式，此处不再赘述。
需要指出的是，上述方式中，在对包裹材料及核芯材料加热并进行冷却处理后，会在包裹材料上形成压应力，并在核芯材料上形成拉应力，而且由于包裹材料包裹于整个核芯材料的***，从而使得壳体外周均形成相应的压应力，从而能够提高整个壳体外周的强度。
进一步地，在一些实施方式中，请参阅图38，步骤S30之后，壳体的制作方法还可包括：
步骤S40：在降温处理后，进一步对壳体进行化学钢化处理。
本实施方式中对壳体进行化学钢化的方法也可与上述壳体实施方式中所描述的相同。
下面以具体的实施例描述本申请上述实施方式中的壳体。本实施例中，包裹层采用康宁GG3玻璃，核芯层采用国产熊猫1代料，最终得到的复合玻璃壳体的厚度为1mm。
其中，包裹层的第一热膨胀系数CTEA为7.6x10^-6/℃，核芯层的第二热膨胀系数CTEB为9.8x10^-6/℃，常温与包裹层的应变点和核芯层的应变点中的较低者之差ΔT为-430℃，包裹层的杨氏模量EmodA为69.3GPa，核芯层的杨氏模量EmodB为78.2GPa，包裹层的泊松比νA为0.23，且在垂直于壳体的主表面的方向上，包裹层的厚度为tA0.2mm，核芯层的厚度tB为0.6mm。
根据上述公式(1)，在按照本申请上述壳体的制作方法得到上述壳体后，在进行化学钢化前，能够得出壳体的包裹层所具有的压应力为53.7MPa，具有较高的强度。
以上仅为本申请的实施方式，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。
Claims (15)
1.一种壳体，其特征在于，包括：
核芯层；及
包裹层，定义有封闭空间，所述核芯层填充于所述封闭空间内；
其中，所述核芯层的第一热膨胀系数大于所述包裹层的第二热膨胀系数。
2.根据权利要求1所述的壳体，其特征在于，
所述包裹层具有第一压应力，所述核芯层具有拉应力；
其中，所述第一压应力及所述拉应力，基于所述第一热膨胀系数与所述第二热膨胀系数之间的差值，所述包裹层及所述核芯层在加热处理后经降温处理而相应产生。
3.根据权利要求2所述的壳体，其特征在于，
所述第一压应力满足：
其中，CTEA、CTEB分别为所述第一热膨胀系数和所述第二热膨胀系数，ΔT为常温与所述包裹层的应变点和所述核芯层的应变点中的较低者之差，EmodA、EmodB分别为所述包裹层的杨氏模量和所述核芯层的杨氏模量，tA、tB分别为在垂直于所述壳体的主表面的方向上，所述包裹层的厚度和所述核芯层的厚度，νA为所述包裹层的泊松比。
4.根据权利要求3所述的壳体，其特征在于，CTEB与CTEA之差不小于5x10^-7/℃，EmodA与EmodB均大于50GPa，tA为0.02-2mm，tB为0.02-2mm。
5.根据权利要求2所述的壳体，其特征在于，所述包裹层还具有第二压应力，所述第二压应力为所述包裹层经离子交换反应产生。
6.根据权利要求1所述的壳体，其特征在于，
所述包裹层及所述核芯层为玻璃、陶瓷、蓝宝石中的至少一种。
7.根据权利要求6所述的壳体，其特征在于，
所述包裹层和/或所述核芯层为玻璃时，所述玻璃的软化点大于400℃；
所述包裹层与所述核芯层为微晶玻璃、有色玻璃中的至少一种，和/或
所述包裹层为高铝硅玻璃，和/或
所述核芯层为经物理钢化处理后，和/或经化学钢化处理后的玻璃。
8.根据权利要求7所述的壳体，其特征在于，
在所述包裹层为高铝硅玻璃时，所述包裹层为锂铝硅玻璃、钠铝硅玻璃中的至少一种。
9.根据权利要求1所述的壳体，其特征在于，
在垂直于所述壳体的主表面的方向上，所述包裹层的厚度为0.02-2mm，所述核芯层的厚度为0.02-2mm，所述壳体的总厚度大于0.1mm；
在平行于所述壳体的主表面的方向上，所述包裹层的厚度为0.02-2mm。
10.根据权利要求1所述的壳体，其特征在于，所述包裹层包括相对设置的第一主表面和第二主表面，以及分别与所述第一主表面和所述第二主表面连接且相对设置的第一侧表面和第二侧表面；
所述第一主表面与第二主表面互相平行且平直延伸设置，或所述第一主表面与所述第二主表面中的一个朝背离所述核芯层的方向弯曲设置，另一个平直延伸设置，或所述第一主表面与所述第二主表面中的一个朝背离所述核芯层的方向弯曲设置，另一个朝向所述核芯层弯曲设置；
所述第一主表面分别与所述第一侧表面、第二侧表面之间的连接，以及第二主表面分别与所述第一侧表面、第二侧表面之间的连接分别为圆角连接、斜角连接、直角连接中的至少一者。
11.根据权利要求1所述的壳体，其特征在于，所述核芯层包括相对设置的第一内表面和第二内表面，以及分别与所述第一内表面和所述第二内表面连接且相对设置的第一内侧面和第二内侧面；
所述第一内表面与第二内表面互相平行且平直延伸设置，或所述第一内表面与所述第二内表面中的至少一者弯曲设置；
所述第一内表面分别与所述第一内侧面、第二内侧面之间的连接，以及第二内表面分别与所述第一内侧面、第二内侧面之间的连接为圆角连接、斜角连接、直角连接中的至少一者。
12.根据权利要求1所述的壳体，其特征在于，所述封闭空间的数量为多个，所述核芯层的数量与所述封闭空间的数量相等，并分别填充于对应的所述封闭空间内。
13.根据权利要求1所述的壳体，其特征在于，还包括：
外观层，设置于所述包裹层的至少一侧，其中，所述外观层包括颜色层、遮光层、纹理层、反射层中的至少一种。
14.一种壳体的制作方法，其特征在于，包括：
提供包裹材料和核芯材料；
对所述包裹材料及所述核芯材料进行加热处理，以使所述包裹材料处于流动态并包裹所述核芯材料，而使所述核芯材料填充于所述包裹材料形成的封闭空间内；及
对所述包裹材料及所述核芯材料进行降温处理，得到所述壳体；
其中，所述包裹材料的第一热膨胀系数小于所述核芯材料的第二热膨胀系数。
15.一种电子设备，其特征在于，包括：
壳体，定义有容置空间；
功能器件，容置于所述容置空间内；
其中，所述壳体为如权利要求1-13任一项所述的壳体。
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| 陈典典等: "3D打印氧化硅基陶瓷型芯的各向异性研究", 《中国陶瓷》 * |
| 陈典典等: "3D打印氧化硅基陶瓷型芯的各向异性研究", 《中国陶瓷》, no. 05, 5 May 2020 (2020-05-05) * |
| 黄华茂等: "Si基SiO_2波导芯层热应力的理论研究", 《半导体学报》 * |
| 黄华茂等: "Si基SiO_2波导芯层热应力的理论研究", 《半导体学报》, no. 09, 30 September 2007 (2007-09-30) * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2022088869A1 (zh) | 2022-05-05 |
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