5G與氧化鋯陶瓷背板的關系及加工難點

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越性能，受到手機生產商的青睞。
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穩定性等優點，同時具有抗刮耐磨、無信號屏蔽、散熱性能優良、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。目前氧化鋯陶瓷在手機中的應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、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，否則加工過程中產生的陶瓷粉塵對絲杠及導軌將產生較大影響。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。
技術難點
氧化鋯陶瓷手機背板粉體是納米復合氧化鋯，納米復合氧化鋯在制備陶瓷時，其質量要求包括，粒度分布是正態分布，顆粒形狀接近圓形，分散性要好，純度高等。納米復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。

制備方法優勢對比
粉體質量的好壞直接影響成品的內在質量與性能。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量性能的重要依據。其中納米復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，隨著技術的發展，研究人員也找到了相應的解決方法。
首先，氧化鋯粉體團聚這一大難題，甘學賢等通過設計使用不同的研磨設備和工藝參數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，當分別采用立式球磨機、立式珠磨機和臥式砂磨機為研磨設備，以φ2mm的氧化鋯球作為研磨介質，以m介質∶m物料＝5∶1的介質物料比研磨15h后，檢測研磨后氧化鋯料漿的粒度，結果表明：①臥式砂磨機的研磨效果最優，研磨后氧化鋯料漿的d50為0.303μm；②當采用臥式砂磨機為研磨設備時，在介質物料比（m介質∶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論：①國產氧化鋯粉體經過臥式攪拌磨磨細和手工造粒處理后，燒結活性有顯著提高，在1400℃燒結條件下，燒結密度可接近99.5%。②國產氧化鋯粉體經磨細處理后，燒結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的造粒工藝相配合，才能提高粉體成型性能。③初步認為提高粉體相變的穩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，但是近幾年國內粉體企業也相繼崛起，三環、國瓷、東方鋯業等在國內市場的占額逐年提高。其中三環集團作為行業內最早開始制作陶瓷外觀件的廠商，目前無論是在產能還是在良率上領先優勢都較明顯。三環集團也是目前全球唯一一家實現了從粉體到成品加工全產業鏈一體化的廠商，未來其在產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。

本文轉載自：中國粉體網