[發明專利]一種高性能氮化硅陶瓷手機后蓋材料及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 201810613246.4
• 申請日: 2018-06-14
• 公開（公告）號: CN108892514A
• 公開（公告）日: 2018-11-27
• 發明（設計）人: 郭偉明;吳利翔;牛文彬;曾令勇;林華泰
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: C04B35/584
• 分類號: C04B35/584;C04B35/622
• 代理公司: 廣東廣信君達律師事務所 44329
• 代理人: 張燕玲;楊曉松

1.一種高性能氮化硅陶瓷手機后蓋材料的制備方法，其特征在于包括以下步驟：

(1)以Si₃N₄粉為原料，以MgO-Re₂O₃為燒結助劑，將Si₃N₄和MgO-Re₂O₃按質量分數比為60～99％：1～40％的配比經混料、干燥后，得到Si₃N₄-MgO-Re₂O₃混合粉體記為粉體A，其中Re為Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb或Lu；所述的MgO-Re₂O₃中的MgO：Re₂O₃質量分數比為1～99％：99～1％；將Si₃N₄粉經過與前述相同的混料和干燥工藝得到的粉體記為粉體B；

(2)將粉體A：粉體B按50～80vol％:50～20vol％比例，依次加入燒結爐中，在氮氣環境下進行燒結，氮氣壓力為負壓；最后燒結得到高性能氮化硅陶瓷手機后蓋材料。

2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于：步驟(1)中所述的Si₃N₄粉純度為95～100％，粒徑為<10μm；MgO粉純度為95～100％，Re₂O₃純度為99.9％。

3.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于：步驟(1)中所述Si₃N₄-MgO-Re₂O₃混合粉體是將Si₃N₄和MgO-Re₂O₃按配比進行混料，以乙醇為溶劑，以Si₃N₄球為球磨介質，在行星式球磨機上混合4～18h，干燥后得到Si₃N₄-MgO-Re₂O₃混合粉體。

4.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于：步驟(2)中所述粉體A：粉體B的比例為80vol％：20vol％。

5.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于：所述球磨是在行星式球磨機上混合8h。

6.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于：步驟(1)中所述Si₃N₄和MgO-Re₂O₃的質量分數比為90％：10％，其中MgO-Re₂O₃的MgO：Re₂O₃質量分數比為55％：45％，Re為Y。

7.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于：步驟(2)中所述的燒結具體按照以下步驟：在1000～1500℃保溫1～240min，整個過程燒結氣氛為氮氣，氮氣壓力為10^-4～1bar，制備得到高性能氮化硅陶瓷手機后蓋材料。

8.一種由權利要求1～7任一項所述制備方法制備得到的高性能氮化硅陶瓷手機后蓋材料，其特征在于：該材料的相對密度大于95％，表層硬度為18～30GPa，斷裂韌性為10～20MPa·m^1/2，抗彎強度為1200～1500Mpa。

9.根據權利要求8所述的高性能氮化硅陶瓷手機后蓋材料在制備手機后蓋中的應用，其特征在于：所述應用是將高性能氮化硅陶瓷手機后蓋材料經切割、粗磨、精磨和拋光工序后得到手機后蓋產品。