CN115677344A - 一种陶瓷烧结体及其制备方法和应用 - Google Patents
一种陶瓷烧结体及其制备方法和应用 Download PDFInfo
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Abstract
本申请提供了一种陶瓷烧结体,该陶瓷烧结体在激光辐射下能够由白色变为金色,通过选定激光的辐射区域可以得到具有金色图案或金色外观的陶瓷,该方法工艺简单,可以快速地在陶瓷表面形成颜色层,所形成的颜色层色泽均匀、不易褪色,具有良好的耐蚀、耐磨性能以及具有良好的抗污能力、污垢易清洗的特点。本申请还提供了上述陶瓷烧结体的制备方法和应用。
Description
技术领域
本申请涉及陶瓷材料技术领域,具体涉及一种陶瓷烧结体及其制备方法和应用。
背景技术
氧化锆陶瓷由于具有高硬度、高强度和高断裂韧性等力学性能,故具有广泛的应用。目前,制备彩色氧化锆陶瓷的方法有烧釉法和物理气相沉积法(PVD)。烧釉法是将釉浆涂覆在陶瓷表面,釉浆经高温煅烧形成颜色层,该方法工艺复杂,且颜色层的色差较大,除此之外,高温煅烧还会削弱陶瓷的强度,降低陶瓷的力学性能。物理气相沉积法则成本高,且形成的颜色层耐磨性能较差。因此,有必要提供一种操作简便且成本较低的氧化锆陶瓷着色方法,以在氧化锆陶瓷表面形成耐磨性能好且颜色稳定的颜色层。
发明内容
有鉴于此,本申请提供了一种陶瓷烧结体,该陶瓷烧结体在激光辐射下能够由白色变为金色,通过选定激光的辐射区域可以得到具有金色图案或金色外观的陶瓷,该方法工艺简单,可以快速地在陶瓷表面形成颜色层,所形成的颜色层色泽均匀、不易褪色,具有良好的耐蚀、耐磨性能以及具有良好的抗污能力、污垢易清洗的特点。本申请还提供了上述陶瓷烧结体的制备方法和应用。
本申请第一方面提供了一种陶瓷烧结体,所述陶瓷烧结体在激光辐射下能够由白色变为金色。本申请的陶瓷烧结体本体为白色,在激光辐射下,陶瓷烧结体表面的辐射区域会形成一定数量的氧空位缺陷,进而改变辐射区域对各个波长光的吸收,使辐射区域变为金色。
本申请中,所述陶瓷烧结体包括以下质量百分含量的各组分:陶瓷组分:80%-95%;功能组分:5%-20%;所述陶瓷组分包括ZrO2;所述功能组分包括ZnAl2O4和SiO2。其中,陶瓷组分中的ZrO2可以保证陶瓷烧结体具有良好的力学性能,功能组分中的ZnAl2O4和SiO2能够使陶瓷烧结体在激光辐射下更容易地获得氧空位,从而使辐射区域发生颜色变化。
可选地,所述ZnAl2O4与所述SiO2的质量比为1.5-2.8。
可选地,所述陶瓷组分还包括Y2O3。
可选地,所述Y2O3在陶瓷组分中的摩尔占比为1.8%-3.5%。
可选地,所述陶瓷经所述激光辐射后的辐射区域变为金色,所述金色的Lab值为:L值为50-80,a值为0-10,b值为10-30。进一步地,所述金色的Lab值为:L值为58-65,a值为3-6,b值为12-16。
可选地,所述激光的波长为200nm-3000nm。
可选地,所述激光的功率为1W-50W。
可选地,所述激光的频率为30KHz-100KHz。
可选地,所述激光的填充间距为0.01mm-0.1mm。
可选地,所述激光的走线速度为500mm/s-5000mm/s。
可选地,所述陶瓷经所述激光辐射后的辐射区域形成凹陷,所述凹陷的深度为1μm-30μm。
可选地,所述激光辐射后的辐射区域的表面粗糙度Ra为0.25μm-1μm。
可选地,所述陶瓷烧结体经激光辐射后,所述辐射区域形成颜色层,所述颜色层的厚度为0.5μm-2μm。
本申请第一方面提供的陶瓷烧结体结构稳定性高,可以通过激光辐射的方法在陶瓷烧结体表面形成金色图案,该着色方法工艺简单,所形成的颜色层色彩均一,颜色稳定且耐磨性能好,可用于制备具有金色纹理或金色外观的陶瓷品。
第二方面,本申请提供了上述陶瓷烧结体的制备方法,包括以下步骤:
将陶瓷基体粉、功能粉和粘结剂混合得到陶瓷粉料;所述陶瓷基体粉包括ZrO2;所述功能粉包括ZnAl2O4和SiO2,或所述功能粉包括ZnO、Al2O3和SiO2;
将所述陶瓷粉料压制成型得到陶瓷坯体;将所述陶瓷坯体烧结后得到所述陶瓷烧结体。
可选地,所述ZrO2的粒径为0.2μm-1μm;所述ZnO的粒径为1μm-20μm;所述Al2O3的粒径为1μm-20μm;所述ZnAl2O4的粒径为1μm-20μm。
可选地,所述陶瓷基体粉还包括Y2O3。
可选地,所述Y2O3的粒径为1μm-20μm。
可选地,所述烧结的烧结温度为1200℃-1600℃。
本申请提供的陶瓷烧结体的制备方法,工艺简单可控,易于操作,有利于实现自动化生产,并且得到的陶瓷烧结体具有良好的结构稳定性。
第三方面,本申请提供了一种陶瓷外观件,所述陶瓷外观件包括本申请第一方面所述的陶瓷烧结体或如本申请第二方面所述的制备方法得到的陶瓷烧结体。
第四方面,本申请提供了一种电子设备,所述电子设备包括本申请第三方面所述的陶瓷外观件。
附图说明
图1为本申请实施例1提供的陶瓷外观件的产品图;
图2为本申请实施例2提供的陶瓷外观件表面金色纹理处的形貌图;
图3为本申请实施例3提供的陶瓷外观件湿热测试对比图,其中,图3中(a)为陶瓷外观件原始样品图,图3中(b)为陶瓷外观件经湿热测试后的样品图;
图4为本申请实施例4提供的陶瓷外观件盐雾测试对比图,其中,图4中(a)为陶瓷外观件原始样品图,图4中(b)为陶瓷外观件经盐雾测试后的样品图。
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作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。
彩色氧化锆陶瓷的制备一般是采用着色剂与陶瓷共同烧结后实现显色,然而该方法制备工艺复杂且色彩变化较大,易造成着色不均、颜色精度低的问题。还有一些方法是通过物理气相沉积将金属或者金属化合物沉积在陶瓷表面,但这种方法的成本高、且沉积的颜色层与陶瓷的结合力较差,耐磨性能较低,不利于生产和使用。为解决上述问题,本申请提供了一种陶瓷烧结体,该陶瓷烧结体在激光辐射下能够由白色变为金色,从而得到金色的氧化锆陶瓷,通过设定激光辐射区域即可在陶瓷烧结体表面形成多样的金色图案或使陶瓷整体变为金色,该着色方法操作简便,可以快速实现对陶瓷外观的个性化定制,所得的颜色色度均一且稳定性高,有利于产品的推广和使用。
本申请实施方式中,陶瓷烧结体经激光辐射后,辐射区域变为金色,金色的Lab值为:L值为50-80,a值为0-10,b值为10-30。其中,Lab值是基于Lab颜色模型,L值、a值和b值分别对应Lab值(或称Lab颜色值)中的L、a和b。具体的,L为亮度通道,a、b为两个颜色通道。本申请陶瓷烧结体辐射区域的颜色可通过色差仪测试获得。本申请一些实施方式中,金色的Lab值为:L值为58-65,a值为3-6,b值为12-16。上述Lab值范围的颜色色彩鲜艳,与白色陶瓷搭配视觉效果良好,有利于产品的推广。本申请实施方式中,激光辐射陶瓷烧结体所形成的颜色层厚度为0.5μm-2μm。颜色层的厚度具体可以但不限于为0.5μm、1μm、1.5μm或2μm。本申请的陶瓷烧结体经辐射后形成的颜色层润泽度高,外观表现力出色,在200℃以下的使用温度中具有良好的稳定性,不易发生褪色。
本申请中,陶瓷烧结体指的是陶瓷坯体经烧结后形成的陶瓷体。本申请实施方式中,陶瓷烧结体包括以下质量百分含量的各组分:陶瓷组分:80%-95%;功能组分:5%-20%。其中,陶瓷组分包括ZrO2,功能组分包括ZnAl2O4和SiO2。陶瓷组分用于形成陶瓷的骨架部分,使陶瓷具有较高的硬度和良好的耐磨性能。本申请实施方式中,陶瓷组分的质量百分含量具体可以但不限于为80%、83%、85%、90%、92%或95%。本申请一些实施方式中,陶瓷组分还包括Y2O3,在陶瓷组分中添加氧化钇不仅有利于降低烧结温度,还有利于提高氧化锆四方相的稳定性,使陶瓷具有较高的韧性。本申请一些实施方式中,陶瓷组分中Y2O3的摩尔占比为1.8%-3.5%。Y2O3在陶瓷组分中的摩尔占比具体可以但不限于为1.8%、2.0%、2.3%、2.6%、2.9%、3.2%或3.5%。例如,当ZrO2的摩尔量为1.6mol,Y2O3的摩尔量为0.4mol时,Y2O3在陶瓷组分中的摩尔占比为25%。当Y2O3的摩尔占比过低时陶瓷的烧结温度较高且陶瓷烧结体的老化性能差,当Y2O3在陶瓷组分中的摩尔占比过高时,氧化锆的含量低陶瓷的结构强度变差。
本申请中,功能组分可以与陶瓷组分互相配合从而使陶瓷烧结体在激光辐射下实现颜色变化,具体的,在激光辐射下,陶瓷烧结体的辐射区域会产生一定数量的氧空位缺陷,氧空位缺陷的存在使辐射区域对各种波长光的吸收发生改变,从而使陶瓷烧结体由白色变为金色。本申请实施方式中,功能组分的质量百分含量具体可以但不限于为5%、8%、10%、13%、15%、17%或20%。功能组分的含量越高,激光辐射后形成的颜色的亮度越低,即颜色Lab值的L值越低。本申请实施方式中,ZnAl2O4与SiO2的质量比为1.5-2.8。ZnAl2O4与SiO2的质量比具体可以但不限于为1.5、1.7、2、2.3、2.5或2.8。ZnAl2O4与SiO2的质量比在上述范围时,陶瓷烧结体经激光辐射形成的颜色层为金色,随着ZnAl2O4与SiO2的质量比的增加,颜色Lab值的a值越小,颜色Lab值的b值越大。
本申请一些实施方式中,陶瓷烧结体中陶瓷组分的质量百分含量为83%-87%,功能组分的质量百分含量为13%-17%,Y2O3在陶瓷组分中的摩尔占比为1.8%-3.5%,ZnAl2O4与SiO2的质量比为1.8-2.1,上述组分配比的陶瓷烧结体经激光辐射后,辐射区域颜色的Lab值为:L值为60-62,a值为4.5-6,b值为14-16。该Lab值的颜色观感较好,可以使陶瓷烧结体具有较好的观感。
本申请一些实施方式中,陶瓷烧结体含有的元素包括锆元素、钇元素、锌元素、铝元素、硅元素和氧元素,以陶瓷烧结体总元素含量为基准,其中,锆元素的质量百分含量为55.53%-68.04%,钇元素的质量百分含量为2.04%-4.58%,锌元素的质量百分含量为1.07%-5.25%,铝元素的质量百分含量为0.88%-4.34%,硅元素的质量百分含量为0.61%-3.73%。本申请陶瓷烧结体中元素的质量百分含量的测定可以但不限于通过X-射线荧光光谱分析(XRF)方法测得。
本申请实施方式中,对陶瓷烧结体进行激光辐射时,激光的波长为200nm-3000nm,激光的功率为1W-50W,激光的频率为30KHz-100KHz。其中,激光的功率具体可以但不限于为1W、5W、10W、20W、30W、40W或50W。激光的功率越高则能量越高,可以快速且有效地实现变色。本申请实施方式中,激光的频率具体可以但不限于为30KHz、50KHz、70KHz、80KHz、100KHz。激光的频率越低则能量越高。采用上述功率和频率的激光能够保证陶瓷烧结体实现快速的变色,并且对陶瓷烧结体本身的力学性能无影响。本申请中,激光的填充间距指的是激光辐照时填充图形线与线之间的间距。本申请实施方式中,激光的填充间距为0.01mm-0.1mm。当填充间距较小时,陶瓷烧结体辐射区域接收的能量高,形成颜色层的L值更低。本申请中,激光的走线速度指的是激光在单位时间内走线的长度。本申请实施方式中,激光的走线速度为500mm/s-5000mm/s。激光的走线速度越慢,则颜色层的L值更低。
本申请实施方式中,陶瓷烧结体经激光辐射后,辐射区域会发生凹陷使辐射区域表面呈现锯齿状结构,凹陷的深度为1μm-30μm,凹陷的深度具体可以但不限于为1μm、5μm、10μm、15μm、20μm或30μm。凹陷的深度与激光的能量有关,能量越高则凹陷的深度越大。本申请实施方式中,辐射区域的表面粗糙度Ra为0.25μm-1μm。辐射区域的表面粗糙度Ra具体可以但不限于为0.25μm、0.3μm、0.4μm、0.6μm、0.8μm或1μm。
本申请陶瓷烧结体的密度较低,并且具有高硬度、高强度和高韧性,抗冲击性能强。低密度的陶瓷烧结体单位体积的重量低,将其应用在电子设备时,有利于提升电子设备的握持感。本申请实施方式中,陶瓷烧结体的密度为5.5g·cm-3-6.1g·cm-3。陶瓷烧结体的密度具体可以但不限于为5.5g·cm-3、5.7g·cm-3、5.9g·cm-3、5.95g·cm-3、6.0g·cm-3或6.1g·cm-3。本申请实施方式中,陶瓷烧结体的断裂韧性为700MPa·m1/2-1500MPa·m1/2。陶瓷烧结体的断裂韧性具体可以但不限于为700MPa·m1/2、800MPa·m1/2、900MPa·m1/2、1000MPa·m1/2、1100MPa·m1/2、1300MPa·m1/2或1500MPa·m1/2。并且本申请的陶瓷烧结体还具有较高的硬度,本申请实施方式中,陶瓷烧结体的维氏硬度为900Hv-1500Hv。陶瓷烧结体的维氏硬度具体可以但不限于为900Hv、1000Hv、1100Hv、1300Hv或1500Hv。本申请一些实施方式中,陶瓷烧结体的密度为5.9g·cm-3-6.0g·cm-3,陶瓷烧结体的断裂韧性为800Pa·m1/-1100MPa·m1/2,陶瓷烧结体的维氏硬度为1100Hv-1250Hv。
本申请提供的陶瓷烧结体不仅具有良好的力学性能,并且能够在激光辐射下实现变色,利用激光辐射可以在陶瓷烧结体表面定制多种形状的金色纹理,该方法工艺简单且成本低,所需的激光功率低,对陶瓷烧结体本身结构强度影响小,所形成的颜色层耐候性好,颜色稳定性高,有利于推广使用。
本申请还提供了上述陶瓷烧结体的制备方法,包括以下步骤:
步骤100:将陶瓷基体粉、功能粉和粘结剂混合得到陶瓷粉料;陶瓷基体粉包括ZrO2;功能粉包括ZnAl2O4和SiO2,或功能粉包括ZnO、Al2O3和SiO2;
步骤200:将陶瓷粉料压制成型得到陶瓷坯体;将陶瓷坯体烧结后得到陶瓷烧结体。
本申请步骤100中,陶瓷基体粉占陶瓷粉料的质量百分含量为72%-94%,功能粉占陶瓷粉料的质量百分含量为4.5%-19.8%,粘结剂占陶瓷粉料的质量百分含量为1%-10%。本申请一些实施方式中,功能粉包括ZnAl2O4和SiO2,其中,ZnAl2O4和SiO2的质量比为1.5-2.8。本申请实施方式中,粘结剂包括聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯和聚丙烯酰胺中的一种或多种。本申请一些实施方式中,陶瓷基体粉还包括Y2O3。本申请一些实施方式中,陶瓷粉料包括质量百分含量为67.51%-90.94%的ZrO2,质量百分含量为2.34%-5.76%的Y2O3,质量百分含量为1.50%-8.11%的Al2O3,质量百分含量为1.19%-6.47%的ZnO,质量百分含量为1.18%-7.92%的SiO2,质量百分含量为1%-10%的粘结剂。
本申请实施方式中,ZrO2的粒径为0.2μm-1μm,Y2O3的粒径为1μm-20μm,ZnO的粒径为1μm-20μm,Al2O3的粒径为1μm-20μm,ZnAl2O4的粒径为1μm-20μm。采用较小粒径的ZrO2有利于形成致密的陶瓷烧结体,本申请实施方式中,将各原料混合的方式具体可以但不限于通过混料机、球磨机或搅拌机进行混合。
本申请一实施例中,步骤100具体包括:将100g-150g粒径为0.2μm-0.5μm的ZrO2、3.3g-10g粒径为1μm-10μm的Y2O3、1.5g-13g粒径为1μm-10μm的ZnO、2g-16g粒径为1μm-10μm的Al2O3以及1.5g-16g粒径为1μm-10μm的SiO2在砂磨机中研磨1-3h,加入1g-15g粘结剂并继续研磨0.1-1h,将混合物经喷雾干燥并造粒制成粒径为30μm-100μm的陶瓷粉料。
本申请另一实施例中,步骤100具体包括:将100g-150g粒径为0.2μm-0.5μm的ZrO2、3.3g-10g粒径为1μm-10μm的Y2O3、2g-26g粒径为1μm-10μm的ZnAl2O4以及1.5g-16g粒径为1μm-10μm的SiO2在砂磨机中研磨1-3h,加入1g-15g粘结剂并继续研磨0.1-1h,将混合物经喷雾干燥并造粒制成粒径为30μm-100μm的陶瓷粉料。
本申请步骤200中,将陶瓷粉料压制成型的压力为50Mpa-200Mpa,陶瓷粉料经压制成型后得到陶瓷坯体,将陶瓷坯体置于隧道窑中进行烧结,烧结过程的升温速率为1℃/min-3℃/min,在500℃-700℃下进行排胶,陶瓷烧结的温度为1200℃-1600℃,烧结的时间为1h-3h,烧结后得到白色的陶瓷烧结体。本申请实施方式中,陶瓷烧结的温度具体可以但不限于为1200℃、1300℃、1400℃、1450℃、1500℃或1600℃。
本申请提供的陶瓷烧结体的制备方法工艺简单可控,易于操作,自动化效率高,适合大规模的工业生产。
本申请还提供了一种陶瓷外观件,该陶瓷外观件采用上述陶瓷烧结体制备得到,陶瓷外观件表面具有金色图案,且金色图案的颜色鲜艳,耐磨性能好,可以长期使用。本申请实施方式中,陶瓷外观件可以是部分采用陶瓷烧结体,而其他部分采用如塑胶、金属等其他材料,陶瓷外观件也可以是全部由陶瓷烧结体构成。该陶瓷外观件的具体尺寸和彩色图案可以基于实际需求进行调整或加工,本实施方式中不做赘述。本申请一些实施方式中,陶瓷外观件可用于通信设备的外壳或其他功能结构组件的壳体,该陶瓷外观件具有质感好、质量轻、易于散热的特点,并且不影响通信设备的信号,因此,该陶瓷外观件可广泛用于通信领域,尤其是5G通信领域。
本申请还提供了一种电子设备,该电子设备包括显示组件和本申请的陶瓷外观件,显示组件与陶瓷外观件相连。该电子设备还包括其他电子元件,其他电子元件包括中央处理器、摄像头和传感器组件中的一种或多种。本申请的电子设备中,陶瓷外观件和显示组件封接且形成一收容空间,其他电子元件收容至上述收容空间内。本申请实施方式中,电子设备包括但不限于手机、平板电脑、笔记本电脑、掌上电脑、可穿戴设备、智能手环、智能手表、计步器等移动终端,以及诸如数字TV、台式计算机等固定终端。
下面分多个实施例对本申请技术方案进行进一步的说明。
实施例1
一种陶瓷外观件的制备方法,包括:
将121.6g粒径为300nm的ZrO2粉、5.0g粒径为5μm的Y2O3粉、2.8g粒径为5μm的ZnO粉、3.65g粒径为5μm的Al2O3粉、3.8g粒径为5μm的SiO2粉在砂磨机中研磨2h,加入9.6g聚丙烯酰胺并继续研磨0.5h,将混合物经喷雾干燥并造粒制成粒径为60μm的陶瓷粉料。采用自动压机将陶瓷粉料压制成型,压力为100Mpa,将坯体放入隧道炉中烧结,升温速率为2℃/min,排胶温度600℃,烧结温度1440℃,烧结时间为1h,降温后得到白色陶瓷。
用波长为1064nm的激光器将编辑好的纹理图案辐射在白色陶瓷选定区域上,激光的功率为5W,激光的频率为30KHz,激光的走线速度为500mm/s,激光的填充间距为0.03mm。采用除油剂和水将辐射后的陶瓷洗净,得到表面具有金色纹理的陶瓷外观件,请参阅图1,图1为本申请实施例1提供的陶瓷外观件的产品图,由图1可以看出,陶瓷表面具有清晰的纹理。
实施例2
实施例2与实施例1的区别在于,实施例2中ZnO粉的质量为5.6g,Al2O3粉的质量为7.1g,SiO2粉的质量为7.6g。
实施例3
实施例3与实施例1的区别在于,实施例3中ZnO粉的质量为3.03g,Al2O3粉的质量为3.80g,SiO2粉的质量为3.42g。
实施例4
实施例4与实施例1的区别在于,实施例4中ZnO粉的质量为3.88g,Al2O3粉的质量为4.86g,SiO2粉的质量为1.75g。
实施例5
实施例5与实施例1的区别在于,实施例5中Y2O3粉的质量为6.6g,ZrO2粉的质量为120g。
实施例6
实施例6与实施例1的区别在于,实施例6Y2O3粉的质量为2.3g,ZrO2粉的质量为124.3g。
实施例7
实施例7与实施例1的区别在于,实施例7中激光器的功率为15W。
实施例8
实施例8与实施例1的区别在于,实施例8中激光器的功率为60W。
实施例9
实施例9与实施例1的区别在于,激光的频率为150KHz。
实施例10
实施例10与实施例1的区别在于,实施例10中激光的走线速度为300mm/s。
对比例1
一种陶瓷件的制备方法,包括:
将121.6g粒径为300nm的ZrO2粉、5.0g粒径为5μm的Y2O3粉在砂磨机中研磨2h,加入8.53g聚丙烯酰胺并继续研磨0.5h,将混合物经喷雾干燥并造粒制成粒径为60μm的陶瓷粉料。采用自动压机将陶瓷粉料压制成型,压力为100Mpa,将坯体放入隧道炉中烧结,升温速率为2℃/min,排胶温度600℃,烧结温度1440℃,烧结时间为1h,降温后得到陶瓷件。
采用与实施例1相同的激光辐射条件对陶瓷件进行辐照,陶瓷件辐射区域的颜色变为黑色。
效果实施例
为验证本申请制得的陶瓷外观件的性能,本申请还提供了效果实施例。
1)使用色差仪测试实施例1-10陶瓷外观件金色层的Lab值,L为亮度通道,a、b为两个颜色通道,测试结果请参阅表1。
表1实施例1-10陶瓷外观件Lab颜色值测试表
实验组 | Lab(L\a\b) |
实施例1 | 61.0,5.0,15.0 |
实施例2 | 58.1,4.8,15.2 |
实施例3 | 58.4,4.3,15.7 |
实施例4 | 60.8,2.8,16.5 |
实施例5 | 61.3,5.1,15.2 |
实施例6 | 60.8,5.1,15.1 |
实施例7 | 60.7,4.8,15.3 |
实施例8 | 60.4,4.5,15.6 |
实施例9 | 61.5,5.4,15.3 |
实施例10 | 60.8,4.9,15.2 |
由表1可以看出,通过对陶瓷组分或激光参数的调整,可以实现对陶瓷表面颜色的调控,从而得到颜色精准的颜色层。
2)采用显微镜观测实施例2陶瓷外观件金色纹理处的形貌图,请参阅图2,图2为本申请实施例2提供的陶瓷外观件表面金色纹理处的形貌图,由图2可以看出,陶瓷经辐射后,辐射区域(图2的右半边)产生坑状的凹陷,以陶瓷表面为基准线,不同区域的凹陷深度分别为2.5μm、13.12μm、25.59μm。
3)对实施例3的陶瓷外观件进行湿热测试,湿热测试的条件具体为:将样品置于温度为50℃,湿度为95%的环境中,放置100h,观察样品在测试前后的颜色变化。请参阅图3,图3为本申请实施例3提供的陶瓷外观件湿热测试对比图,其中,图3中(a)为陶瓷外观件原始样品图,图3中(b)为陶瓷外观件经湿热测试后的样品图。由图3可以看出,本申请的陶瓷外观件颜色稳定,具有较好的耐候性。
4)对实施例4的陶瓷外观件进行盐雾测试,盐雾测试的条件具体为:将样品置于温度为35℃,氯化钠质量浓度为5%±1%的环境中,放置90h,观察样品在测试前后的颜色变化。请参阅图4,图4为本申请实施例4提供的陶瓷外观件盐雾测试对比图,其中,图4中(a)为陶瓷外观件原始样品图,图4中(b)为陶瓷外观件经盐雾测试后的样品图。由图4可以看出,本申请的陶瓷外观件颜色稳定,具有较好的耐候性。
5)采用抗弯强度测试仪对实施例1-10陶瓷外观件的力学性能进行测试,并对实施例1-10陶瓷外观件的硬度进行测试,测试结果请参阅表2。
表2实施例1-10陶瓷外观件的抗弯强度表
实验组 | 硬度(Hv) | 4点抗弯强度(MPa) |
实施例1 | 1220 | 940 |
实施例2 | 1206 | 929 |
实施例3 | 1210 | 934 |
实施例4 | 1221 | 942 |
实施例5 | 1201 | 930 |
实施例6 | 1225 | 850 |
实施例7 | 1219 | 935 |
实施例8 | 1220 | 833 |
实施例9 | 1219 | 938 |
实施例10 | 1218 | 936 |
由表2可以看出,本申请的陶瓷外观件具有较高的硬度和抗弯强度,结构稳定性好,有利于产品的长期使用。以上所述是本申请的优选实施方式,但并不能因此而理解为对本申请范围的限制。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也视为本申请的保护范围。
Claims (11)
1.一种陶瓷烧结体,其特征在于,所述陶瓷烧结体在激光辐射下能够由白色变为金色。
2.如权利要求1所述的陶瓷烧结体,其特征在于,所述陶瓷烧结体包括以下质量百分含量的各组分:陶瓷组分:80%-95%;功能组分:5%-20%;所述陶瓷组分包括ZrO2;所述功能组分包括ZnAl2O4和SiO2。
3.如权利要求2所述的陶瓷烧结体,其特征在于,所述ZnAl2O4与所述SiO2的质量比为1.5-2.8。
4.如权利要求2或3所述的陶瓷烧结体,其特征在于,所述陶瓷组分还包括Y2O3,所述Y2O3在陶瓷组分中的摩尔占比为1.8%-3.5%。
5.如权利要求1-4任一项所述的陶瓷烧结体,其特征在于,所述陶瓷烧结体经所述激光辐射后的辐射区域变为金色,所述金色的Lab值为:L值为50-80,a值为0-10,b值为10-30。
6.如权利要求1-5任一项所述的陶瓷烧结体,其特征在于,所述激光的波长为200nm-3000nm;所述激光的功率为1W-50W;所述激光的频率为30KHz-100KHz。
7.如权利要求1-6任一项所述的陶瓷烧结体,其特征在于,所述激光的填充间距为0.01mm-0.1mm;所述激光的走线速度为500mm/s-5000mm/s。
8.如权利要求5所述的陶瓷烧结体,其特征在于,所述激光辐射后的辐射区域的表面粗糙度Ra为0.25μm-1μm。
9.一种陶瓷烧结体的制备方法,其特征在于,包括:
将陶瓷基体粉、功能粉和粘结剂混合得到陶瓷粉料;所述陶瓷基体粉包括ZrO2;所述功能粉包括ZnAl2O4和SiO2,或所述功能粉包括ZnO、Al2O3和SiO2;
将所述陶瓷粉料压制成型得到陶瓷坯体;将所述陶瓷坯体烧结后得到所述陶瓷烧结体。
10.一种陶瓷外观件,其特征在于,包括如权利要求1-8任一项所述的陶瓷烧结体或如权利要求9所述制备方法制得的陶瓷烧结体。
11.一种电子设备,其特征在于,包括如权利要求10所述的陶瓷外观件。
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