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氧化鋯陶瓷燒結爐

詳細信息

今天我們來說一下手機,在現今信息飛速發展,手機已經是我們生活中必不可少重要工具。

面對琳瑯滿目的手機發布會,消費者的審美疲勞逐漸顯現,平板手機上的創意也越來越難吸引消費者的眼球。外觀設計、曲屏幕設計、指紋識別、包括使用新型材料。

今天我們討論的是智能手機上使用的陶瓷,需要指出的是手機上使用的陶瓷和我們日常生活中的陶瓷是不一樣的。

普通的陶瓷本質上和玻璃其實是一樣的,都是非晶體材料。如果是普通陶瓷用在手機上,除了厚重,也容易出現太脆、易碎的情況。

手機出現的陶瓷材質,比如釔穩定氧化鋯,其實應該算是一種復合材料。 

陶瓷玻璃(藍寶石玻璃)

釔穩定氧化鋯材料既有金屬的光澤,而且延展性好,這讓材料在后期精加工時,不容易出現玻璃機身的爆裂等問題;又有玻璃的優點,剔透,硬度高,這樣的話,手機在日常使用中不用過份擔心劃痕問題??偟膩砜?,手機上的陶瓷材質,集合了金屬和玻璃的特性,是一種更理想的高端手機選材。陶瓷在獲得金屬和玻璃的特性的時候,缺點也一并繼承了過來。

比如,雖然延展性有進步,但實際上,由于硬度大,陶瓷也容易破碎;雖然不像金屬那么夸張,陶瓷材質對信號還是有一定的屏蔽,所以這對廠家的天線設計,也提出了更高的要求。陶瓷外殼(氧化鋯陶瓷面板)

和亮面金屬或者亮面玻璃一樣,小米手機陶瓷外殼也容易留下指紋。

氧化鋯制造的手機陶瓷外殼大致工藝:氧化鋯粉體加入粘結劑,注射成型,經過400℃-700℃脫脂,然后使用高溫燒結成型,最后表面拋光修飾。

氧化鋯燒結窯爐

下面讓我重點介紹一下氧化鋯陶瓷外殼重點生產工藝:

前面我們介紹過氧化鋯制造手機陶瓷外殼大致工藝:氧化鋯粉體加入粘結劑,注射成型,經過400℃-700℃脫脂,然后使用高溫燒結成型,最后表面拋光修飾。

上圖學名叫AB爐或者叫U型爐,一邊脫脂一邊燒結;右邊的雙孔窯爐是成形脫脂用,雙孔結構是為了減少粘結劑里面的有機發揮物對物品的影響,左邊的窯爐是高溫燒結成型使用的,在這個窯爐出來以后的收縮率是非常高的。

氧化鋯需要高溫燒制,燒制之前和燒制之后會產生很大的縮水現象,這樣生產廠家就不容易控制它的造型,而且燒制過程破損率也是非常高的,所以成品率非常低。據了解,小米 MIX 的良率只有 10%。

這么低的良率,對于要量產且大規模上市的產品來說,基本是不可想象的。所以此前,這種材料更多的是用在 Vertu 等手機的按鍵上。

用上陶瓷機身的小米手機 5 陶瓷版一直被產能困擾,而小米 MIX 更是直接打出了“概念手機”旗號。

而陶瓷材質想要在手機中真正普及開來,一個最大的問題,實際是成本難以降下來。

陶瓷材料要想真正普及開來,恐怕良率這個問題還得取得突破才行。

今天重點講的是蓋板,蓋板就是區分指紋識別好壞的重要指標,蓋板的材料有藍寶石、陶瓷、玻璃等。

為了讓指紋識別有更好的體驗,市面上出現了氧化鋯陶瓷和鋼化玻璃兩種藍寶石蓋板的代替品,鋼化玻璃存在著和藍寶石玻璃一樣的缺點,那就是厚度無法進一步變輕薄,同時沒有藍寶石玻璃的硬度,容易被灰塵磨花,節點常數和抗彎曲能力同樣較差,所以基本上不會被應用。而另外一種新型材料就是氧化鋯陶瓷,氧化鋯陶瓷的介電常數是藍寶石的3倍,所以采用氧化鋯陶瓷蓋板的指紋識別模塊在識別的靈敏度和成功率上更加出色;同時由于韌性是藍寶石玻璃的3倍以上,在保證了足夠的抗摔強度下,厚度可以進一步壓縮;最重要的是氧化鋯陶瓷的成本僅僅是藍寶石玻璃的四分之一,可發展性更大。

  對于藍寶石玻璃、鋼化玻璃、氧化鋯陶瓷、涂覆式指紋識別方案的優略點已經相當的明顯,氧化鋯陶瓷在讓用戶使用 體驗更加出色的前提下,讓手機整體成本更低。據透露,已經有超過20款手機采用了氧化鋯陶瓷蓋板的指紋識別模組,隨著指紋識別市場的不斷擴大,氧化鋯陶瓷蓋板的市場也更加廣闊。在2016年,搭載指紋識別設備的市場規模將達到5億,而2016年將會達到更多的17億臺。

性能

單位

氧化鋯

藍寶石

鋼化玻璃

1

維氏硬度

HV

1150

1700

900

2

介電常數

F/m

32~35

11.5(//c),9.3(|c)

3.5~3.7

3

室溫抗彎曲度

/MPa

800~1200

800

400

4

室溫斷裂韌性

K1c/MPa^0.5

6

2

3

5

楊氏模量

GPa

210~238

380

70

6

熱膨脹系數

1E-6   /K

10.2

8.8

8~10

7

室溫導熱率

W/m.k

1-2

24

0.4

8

抗熱震性

T/°C

250

200

80

9

密度

g/cm3

>0.6

3.97

1.2~2.0

10

熔點

°C

2680

2303

600

備注:本文僅供參考,根據客戶要求設計制造,更多規格、參數以及詳細技術方案可來電索取。

陶瓷基片排膠燒結組合爐.jpg

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