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陶瓷的工业制备技术_全面解析氧化锆陶瓷用于手机及穿戴设备配件

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发表时间:2017-10-13 14:21来源:粉体圈

  当你还在认为“将氧化锆陶瓷用于手机及穿戴设备配件”是一种炒作行为的时候,许多研究机构及手机厂商现已默默地做了许多研发。这个原本很不合理的事情,在外力的推进下,现已有了超越的打破。


  9月27日,清华大学谢志鹏老师在“中国硅酸盐学会陶瓷分会2017学术年会”上做了题为“智能手机及穿戴用陶瓷的工业开展及制备技术”的陈述。金戈今日将借这个陈述为各位读者全面解析智能手机及穿戴设备外件用陶瓷的开展现况。


氧化锆陶瓷板


  一、氧化锆陶瓷外壳完成量产化的三大关键


  1、前段需要有高性能的氧化锆粉体:原始粉体物聚会、无杂质、烧结性能好,烧结后材料抗弯及断裂强度高。粉体制备工艺要求适当的高。


  2、中段确保氧化锆陶瓷毛坯的良品率及尺寸稳定性,需有相应的成型及烧结技术支撑。


  3、后段需要高效率的后续CNC、研磨、抛光等加工技术的支撑。


  二、高功能纳米氧化锆粉体的供给现状


  1、产值大成本低的化学共沉淀法制备的纳米氧化锆粉体性能尚无法满足手机陶瓷外壳的使用及测验强度的要求。


  2、水热水解法成本高,但效果好。现在最强厂商是日本的TOSOH公司,TOSOH的纳米氧化锆粉体的售价高(1000元公斤)且产能有限。


  3、国内潮州三环、山东国瓷、江西赛瓷等公司的水解水热法氧化锆已挨近TOSOH,可满足功能要求,且价格只要其三分之一左右(200-300元/公斤),但产能上还不能彻底足够。


纳米氧化锆粉体


  金戈掐指一算,按国产粉体成本预算一个手机背板大约用粉150g,单单毛坯用粉就得花费30-45元,而进口粉则要150元,这还没算上助剂、设备及人工等等成本呢。


  三、目前陶瓷背板四种主流成型技术


  目前陶瓷背板有四种主流的成型技术分别是注射成型、凝胶注模成型(示例:华为P7背板)、流延+温压热弯(示例:小米5背板)和干压+冷静压这四种工艺。


陶瓷背板


  陶瓷背板的成型毛坯的尺寸精确性会影响后期加工的难度及成本,而烧结后的品质及良率则会影响产品的力学性能及成本。


  四、手机陶瓷后期冷加工工艺


  手机毛坯制备出来后,需要经过火气的粗磨、CNC加工或精雕、精磨这几个步骤,按设计及要求进一步精确电子配件的尺寸、修饰毛边、圆润棱角及表面抛光等。


  相比于玻璃材料而言,陶瓷材料后加工的更加耗时耗成本(机加工时间约5-7h)。成为原料粉体以外制约成本的又一重大因素。


  五、金戈小结


  陶瓷虽有不屏蔽信号、不导电和外观质感好等优势,但其高昂的成本(300元或以上)及产能缺乏的严重阻碍了其大批量应用。相对而言,玻璃背板的制造就相对容易和可靠性高,成为现在陶瓷材料的首要竞争对手。


  能够预判,随着手机陶瓷背板的成型烧结技术和加工技术的发展成本将由现在的近300元降至100元,相信不久后在智能手机陶瓷背板和穿戴用陶瓷配件的市场上可能引来一个快速增长期。


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