5G與氧化鋯陶瓷背板的關(guān)系及加工難點

5G時代要求信號傳輸速度更快，是4G的1~100倍。5G通信將采用3Ghz以上的頻譜，其毫米波的波長更短，與金屬背板相比，陶瓷背板對信號無干擾，且擁有其他材料無可比擬的優(yōu)越性能，受到手機生產(chǎn)商的青睞。
在所有的陶瓷材料中，氧化鋯陶瓷除了具有高強度、高硬度、耐酸堿耐腐蝕及高化學(xué)穩(wěn)定性等優(yōu)點，同時具有抗刮耐磨、無信號屏蔽、散熱性能優(yōu)良、外觀效果好等特點，因此成為繼塑料、金屬、玻璃之后一種新型的手機機身材質(zhì)。目前氧化鋯陶瓷在手機中的應(yīng)用主要是背板和指紋識別蓋板兩部分。
氧化鋯陶瓷手機背板
氧化鋯手機陶瓷制備及難點解析
氧化鋯陶瓷手機背板的制備主要包括氧化鋯陶瓷粉體的制備、成型、燒結(jié)、研磨拋光處理等流程。其中氧化鋯陶瓷粉體的制備是整個流程中最重要且技術(shù)難度最大的部分。

氧化鋯陶瓷手機背板制備流程（圖：來源于新材料在線）

氧化鋯陶瓷背板加工過程中使用的CNC機床一定要采用陶瓷專用CNC，否則加工過程中產(chǎn)生的陶瓷粉塵對絲杠及導(dǎo)軌將產(chǎn)生較大影響。用于氧化鋯陶瓷背板加工的陶瓷CNC機床品牌主要有：鑫騰輝、北京精雕等。
技術(shù)難點
氧化鋯陶瓷手機背板粉體是納米復(fù)合氧化鋯，納米復(fù)合氧化鋯在制備陶瓷時，其質(zhì)量要求包括，粒度分布是正態(tài)分布，顆粒形狀接近圓形，分散性要好，純度高等。納米復(fù)合氧化鋯粉體的制備方法包括水熱法、沉淀法、醇鹽水解法、低溫氣相水解法。

制備方法優(yōu)勢對比
粉體質(zhì)量的好壞直接影響成品的內(nèi)在質(zhì)量與性能。純度高、粒度超細、粒度分布窄及分散性能好是評價陶瓷粉體質(zhì)量性能的重要依據(jù)。其中納米復(fù)合氧化鋯的粉體團聚和表面改性成為目前面臨的兩大難題，隨著技術(shù)的發(fā)展，研究人員也找到了相應(yīng)的解決方法。
首先，氧化鋯粉體團聚這一大難題，甘學(xué)賢等通過設(shè)計使用不同的研磨設(shè)備和工藝參數(shù)來考察最終的解聚效果。以d50＝1.355μm的氧化鋯粉體為研究對象，當(dāng)分別采用立式球磨機、立式珠磨機和臥式砂磨機為研磨設(shè)備，以φ2mm的氧化鋯球作為研磨介質(zhì)，以m介質(zhì)∶m物料＝5∶1的介質(zhì)物料比研磨15h后，檢測研磨后氧化鋯料漿的粒度，結(jié)果表明：①臥式砂磨機的研磨效果最優(yōu)，研磨后氧化鋯料漿的d50為0.303μm；②當(dāng)采用臥式砂磨機為研磨設(shè)備時，在介質(zhì)物料比（m介質(zhì)∶m物料）為4∶1，料漿固含量（w）為45％，線速度為10m·s－1，研磨時間為25h的條件下，研磨效果最佳。
其次，氧化鋯粉體的表面改性處理方面，梁玥等通過實驗得出結(jié)論：①國產(chǎn)氧化鋯粉體經(jīng)過臥式攪拌磨磨細和手工造粒處理后，燒結(jié)活性有顯著提高，在1400℃燒結(jié)條件下，燒結(jié)密度可接近99.5%。②國產(chǎn)氧化鋯粉體經(jīng)磨細處理后，燒結(jié)試樣抗彎強度均低于原始粉體的主要原因是存在大尺寸缺陷，因此粉體磨細處理必須有適當(dāng)?shù)脑炝９に囅嗯浜希拍芴岣叻垠w成型性能。③初步認為提高粉體相變的穩(wěn)定性有利于獲得高性能氧化鋯粉體。
除了粉體制備上的困難外，氧化鋯陶瓷手機背板也面臨著高成本良品率較低等問題，但是近幾年國內(nèi)粉體企業(yè)也相繼崛起，三環(huán)、國瓷、東方鋯業(yè)等在國內(nèi)市場的占額逐年提高。其中三環(huán)集團作為行業(yè)內(nèi)最早開始制作陶瓷外觀件的廠商，目前無論是在產(chǎn)能還是在良率上領(lǐng)先優(yōu)勢都較明顯。三環(huán)集團也是目前全球唯一一家實現(xiàn)了從粉體到成品加工全產(chǎn)業(yè)鏈一體化的廠商，未來其在產(chǎn)能與成本上的問題一旦解決，將會使陶瓷手機部件的市場占有率加速提升。

本文轉(zhuǎn)載自：中國粉體網(wǎng)