截止到2018年年底，全球154個移動運營商正在進(jìn)行5G技術(shù)測試或試驗，參與5G的國家已經(jīng)擴(kuò)展到66個。隨著5G時代的到來，手機(jī)產(chǎn)業(yè)又將迎來一輪新的變革，手機(jī)背板市場面臨著重新洗牌。其中氧化鋯陶瓷在新一輪技術(shù)洗牌中脫穎而出。

        一、氧化鋯陶瓷手機(jī)背板脫穎而出

        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(jī)生產(chǎn)商的青睞。

        幾種材質(zhì)手機(jī)背板對比

        在所有的陶瓷材料中，氧化鋯陶瓷除了具有高強(qiáng)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(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。

        某廠家生產(chǎn)的氧化鋯陶瓷球

某廠家生產(chǎn)的氧化鋯陶瓷手機(jī)背板

        二、氧化鋯手機(jī)陶瓷制備及難點解析

       氧化鋯陶瓷手機(jī)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(jī)背板制備流程

       技術(shù)難點

       氧化鋯陶瓷手機(jī)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。

       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)。其中納米復(fù)合氧化鋯的粉體團(tuán)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(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。

       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(xì)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(xì)處理后，燒結(jié)試樣抗彎強(qiáng)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(xì)處理必須有適當(dāng)?shù)脑炝９に囅嗯浜?，才能提高粉體成型性能。③初步認(rèn)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(jī)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(tuán)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(tuán)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(jī)部件的市場占有率加速提升。