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為什么說氧化鋯陶瓷很難成為主流的手機(jī)機(jī)身材質(zhì)

？

發(fā)布時間：2018/11/26 瀏覽次數(shù)：3286

氧化鋯陶瓷是一種新型高技術(shù)陶瓷

，它除了具有高強(qiáng)度

、高硬度

、耐高溫、耐酸堿腐蝕及高化學(xué)穩(wěn)定性等性能

，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(diǎn)

，因此成為繼塑料、金屬

、玻璃之后一種新型的手機(jī)機(jī)身材質(zhì)

。目前氧化鋯陶瓷在手機(jī)中的應(yīng)用主要是背板和指紋識別蓋板兩部分。

有數(shù)據(jù)顯示

，2015年消費(fèi)電子外觀件領(lǐng)域的塑料和金屬材質(zhì)占出貨量比重的90%以上

，而氧化鋯陶瓷占比不到1%。雖然此前有媒體預(yù)測“氧化鋯陶瓷有望超越金屬

、玻璃成為第三代手機(jī)機(jī)身的主流材質(zhì)”

，然而現(xiàn)實(shí)中有多重的因素限制了氧化鋯陶瓷成為主流的手機(jī)機(jī)身材質(zhì)。

高筑的技術(shù)壁壘

氧化鋯陶瓷手機(jī)后蓋采用精密陶瓷加工工藝

，其材料制備和加工工藝非常繁雜

。一塊陶瓷后蓋從粉體到成品主要要經(jīng)過9個環(huán)節(jié)，主要包括粉體制備

、加膠

、蓋板成型、脫膠

、燒結(jié)

、CNC 加工、拋光研磨/打孔

、檢測以及鐳射/PVD 鍍膜

。按照供應(yīng)鏈上下游來說主要分三段：最上游的原材料粉體制備；中游的胚料成型與高溫?zé)Y(jié)

；下游的CNC 拋光/打磨

。

納米氧化鋯粉體是手機(jī)陶瓷后蓋主要的原材料。后蓋產(chǎn)業(yè)鏈最上游的氧化鋯陶瓷粉體的技術(shù)壁壘最高

，目前絕大多數(shù)納米級高端粉體制備技術(shù)掌握在日美德等少數(shù)國家手中

，其中陶瓷后蓋用的高端氧化鋯粉體領(lǐng)域，目前實(shí)力較強(qiáng)的廠商有日本TOSOH、京瓷

、中國三環(huán)集團(tuán)以及國瓷材料

、東方鋯業(yè)等。

氧化鋯陶瓷粉體制備技術(shù)是制備手機(jī)精密部件的關(guān)鍵

，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(xì)

、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)

。目前氧化鋯陶瓷粉體常用的制備方法有化學(xué)沉淀法、水熱法

、溶膠－凝膠法等

。

就氧化鋯粉體團(tuán)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(jī)、立式珠磨機(jī)和臥式砂磨機(jī)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(jī)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(jī)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。

在粉體配方這一環(huán)節(jié)

，為了增強(qiáng)粉體燒結(jié)產(chǎn)品的韌性等性能

，還需向氧化鋯粉體里添加改性材料，改性添加劑主要包括稀土類元素如釔等

，以保證配方粉的絕緣性

；另一部分添加劑如鎂、錳

、釩

、鎢等，主要用以保證配方粉的溫度穩(wěn)定性和可靠性

。在此環(huán)節(jié)中

，改性添加劑的摻入成分和摻入比例是配方粉的關(guān)鍵

，工藝要求極高，這些都需要靠長時間的積累

，是技術(shù)壁壘的一大體現(xiàn)。

除了高筑的技術(shù)壁壘

，相應(yīng)的設(shè)備投資壁壘也非常高

。氧化鋯陶瓷燒結(jié)用的隧道爐、后道打磨所用CNC機(jī)臺和研磨機(jī)等設(shè)備的高資金投入壁壘嚴(yán)重制約了高端氧化鋯陶瓷的規(guī)?div id="jpandex" class="focus-wrap mb20 cf">；?div id="jpandex" class="focus-wrap mb20 cf">、產(chǎn)業(yè)化。據(jù)粗略統(tǒng)計

，全球納米氧化鋯粉體的年產(chǎn)能約為4萬噸

，其中多半以上為中低端粉體，無法用于制造手機(jī)后蓋

；即使有1萬多噸產(chǎn)能的高端粉體

，也不會全都用于生產(chǎn)手機(jī)后蓋，因?yàn)椴糠指叨朔垠w會用于傳感器

、燃料電池等等

。高端氧化鋯粉體的產(chǎn)能瓶頸同時制約了陶瓷手機(jī)背板的產(chǎn)能，氧化鋯陶瓷要成為主流的手機(jī)機(jī)身材質(zhì)短期內(nèi)幾乎無可能

。

突出的成本問題

用于制造陶瓷手機(jī)部件的高端氧化鋯粉體占總成本的30%左右

，全球質(zhì)量最好的日本TOSOH（東曹）粉體價格已超過100萬/噸，國產(chǎn)粉體如國瓷材料也需要大約30萬/噸

，按照每片陶瓷后蓋需要用粉100g來計算

，粉體的價格就為30-100 元，另外結(jié)合生產(chǎn)良率