一种遮光陶瓷及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及陶瓷领域，尤其是一种具有遮光性能、可用于指纹识别领域的陶瓷及 其制备方法。
【背景技术】
[0002] 陶瓷材料具有强度大、硬度高、耐磨和耐腐蚀性好等优良的特性，被广泛的应用于 各个领域，如刀具、表壳、模具、手机外壳和各种陶瓷结构件等。近年来，随着人们对装饰品 要求的不断提高，陶瓷以其优异的机械性能、金属光泽及环境友好、无毒害无过敏等特点， 成为高档装饰领域的新宠，如高档手表的表壳、表链、手机外壳和高级纽扣等。
[0003] 但在较薄的陶瓷制品当中，一般白色陶瓷一旦厚度变薄，陶瓷的透光率则增加，影 响了薄片状的陶瓷成品的白度及遮光度。通常遮光陶瓷的处理方法是通过丝网印刷油墨遮 光漆的方式达到白色遮光的效果，但是油墨的附着力有限，可靠性差，容易脱落，导致其耐 环境测试能力差。这些因素限制了遮光陶瓷的生产和更加广泛的应用。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于克服上述现有技术的不足之处而提供一种具有多层结构的遮 光陶瓷;同时，本发明还提供了所述遮光陶瓷的制备方法。
[0005] 为实现上述目的，本发明采取的技术方案为:一种遮光陶瓷，包含交替叠层的低折 射率陶瓷层和高折射率陶瓷层。
[0006] 光线的散射能力取决于相邻物质的折射率差，折射率差值越小，散射量越低，就越 容易透光。本发明中所述的遮光陶瓷，分别采用低折射率陶瓷层和高折射率陶瓷层交替叠 层而成(所述低折射率陶瓷层的折射率一般指小于等于1.8;所述高折射率陶瓷层的折射率 一般指大于等于2.0)，相邻两个陶瓷层的折射率相差较大，因此散射量较低，本发明的陶瓷 具有优良的遮光效果。
[0007] 作为本发明所述遮光陶瓷的优选实施方式，所述低折射率陶瓷层包含低折射率骨 架料，所述低折射率骨架料为六120 3、5102、1%0、1%内中的一种或至少两种复合而成的陶瓷材 料；
[0008] 所述高折射率陶瓷层包含高折射率骨架料，所述高折射率骨架料为Ti02、Zr02、 ￥ 203、3丨办4^11?21\8&1103和了 &2〇5中的一种或至少两种复合而成的陶瓷材料。
[0009] 作为本发明所述遮光陶瓷的优选实施方式，所述低折射率陶瓷层中的低折射率骨 架料为Si02;所述高折射率陶瓷层中高折射率骨架料为Zr0 2。当所述低折射率骨架料和高折 射率骨架料为上述组合时，所得遮光陶瓷的强度较高。
[0010] 作为本发明所述遮光陶瓷的优选实施方式，所述低折射率陶瓷层中的低折射率骨 架料为Si02;所述高折射率陶瓷层中高折射率骨架料为Si 3N4。当所述低折射率骨架料和高 折射率骨架料为上述组合时，所得遮光陶瓷的强度较高。
[0011] 作为本发明所述遮光陶瓷的优选实施方式，所述低折射率陶瓷层中的低折射率骨 架料为MgO;所述高折射率陶瓷层中高折射率骨架料为Si3N4。当所述低折射率骨架料和高折 射率骨架料为上述组合时，所得遮光陶瓷的强度较高。
[0012]作为本发明所述遮光陶瓷的优选实施方式，所述低折射率陶瓷层中的低折射率骨 架料为MgF2;所述高折射率陶瓷层中高折射率骨架料为Zr02。当所述低折射率骨架料和高折 射率骨架料为上述组合时，所得遮光陶瓷的强度较高。作为本发明所述遮光陶瓷的优选实 施方式，所述低折射率陶瓷层和高折射率陶瓷层均还包括粘结剂、增塑剂、分散剂和有机溶 剂；
[0013]所述粘结剂为聚氯乙烯、聚乙烯醇、聚乙烯缩丁醛、丙烯酸树脂、甲基纤维素、乙基 纤维素、硝化纤维酯、聚氨酯树脂和酚醛树脂中的至少一种;所述增塑剂为D0P、二辛酯和 PEG中的至少一种;所述分散剂为卵磷脂、TXA-15、PMMA、六偏磷酸钠和鱼油中的至少一种； 有机溶剂为乙醇、丙酮、甲苯、二甲苯、异丙醇、松油醇、乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙二醇单乙醚、 乙二醇单丁醚、丁基卡必醇中的至少一种。当所述低折射率陶瓷层和高折射率陶瓷层还包 括粘结剂、增塑剂、分散剂和有机溶剂时，所述低折射率陶瓷层和高折射率陶瓷层的制备更 加简单操作，而且所制备得到的低折射率陶瓷层和高折射率陶瓷层性能更加优良。所述低 折射率陶瓷层和高折射率陶瓷层之间粘结剂、增塑剂、分散剂和有机溶剂的选择各自独立， 可选取同样或不同的物质。
[0014] 作为本发明所述遮光陶瓷的优选实施方式，所述低折射率陶瓷层中，低折射率骨 架料为低折射率骨架料为Si02、Mg0、MgF 2中的一种或至少两种复合而成的陶瓷材料所述粘 结剂为聚氯乙烯、聚乙烯醇、聚乙烯缩丁醛、甲基纤维素、中的至少一种;所述增塑剂为D0P、 二辛酯和PEG中的至少一种;所述分散剂为卵磷脂、PMMA、六偏磷酸钠和鱼油中的至少一种； 有机溶剂为乙醇、丙酮、甲苯、二甲苯、异丙醇、松油醇、乙酸乙酯、乙酸丁酯、中的至少一种；
[0015] 所述高折射率陶瓷层中，高折射率骨架料为Zr02、Si3N4中的一种或两种复合而成 的陶瓷材料;所述粘结剂为聚氯乙烯、聚乙烯醇、聚乙烯缩丁醛、甲基纤维素、中的至少一 种;所述增塑剂为D0P、二辛酯和PEG中的至少一种;所述分散剂为卵磷脂、PMMA、六偏磷酸钠 和鱼油中的至少一种;有机溶剂为乙醇、丙酮、甲苯、二甲苯、异丙醇、松油醇、乙酸乙酯、乙 酸丁酯、中的至少一种。作为本发明所述遮光陶瓷的优选实施方式，所述低折射率陶瓷层 中，各成分的质量百分含量分别为:低折射率骨架料60~85%、粘结剂2~20%、增塑剂1~ 5%、分散剂1~5%、有机溶剂10~30% ;所述高折射率陶瓷层中，各成分的质量百分含量分 别为：高折射率骨架料60~85%、粘结剂2~20%、增塑剂1~5%、分散剂1~5%、有机溶剂 10~30% 〇
[0016] 作为本发明所述遮光陶瓷的优选实施方式，所述低折射率陶瓷层中，各成分的质 量百分含量分别为:低折射率骨架料65~75%、粘结剂5~12%、增塑剂3~4%、分散剂3~ 4%、有机溶剂16~20% ;所述高折射率陶瓷层中，各成分的质量百分含量分别为:高折射率 骨架料65~75%、粘结剂6~14%、增塑剂3~4%、分散剂3~4%、有机溶剂15~25%。
[0017] 作为本发明所述遮光陶瓷的优选实施方式，所述低折射率陶瓷层的厚度为1~ 3000μπι;所述高折射率陶瓷层的厚度为1~3000μπι。所述低折射率陶瓷层和高折射率陶瓷层 的厚度各自独立，所述遮光陶瓷中，低折射率陶瓷层和高折射率陶瓷层的厚度可以相同或 不同，而且所述遮光陶瓷中，多层低折射率陶瓷层或多层高折射率陶瓷层之间的厚度也可 以相同或不同。
[0018] 作为本发明所述遮光陶瓷的优选实施方式，所述低折射率陶瓷层的形状为三角 形、椭圆形、圆形、跑道形或多边形;所述高折射率陶瓷层的形状为三角形、椭圆形、圆形、跑 道形或多边形。所述低折射率陶瓷层和高折射率陶瓷层的形状各自独立，可以相同或不同。
[0019] 作为本发明所述遮光陶瓷的优选实施方式，所述遮光陶瓷中，低折射率陶瓷层和 高折射率陶瓷层的层数之和大于等于2，所述遮光陶瓷的表面粗糙度值Ra < 0. Ιμπι。
[0020] 本发明所述遮光陶瓷中，采用多层低折射率陶瓷层和高折射率陶瓷层交底叠加而 成，所述遮光陶瓷中，多层低折射率陶瓷层之间的折射率可以相同或不同，多层高折射率陶 瓷层之间的折射率也可以相同或不同。
[0021] 本发明的另一目的在于提供一种如上所述遮光陶瓷的制备方法，为实现此目的， 本发明采取的技术方案为:一种如上所述遮光陶瓷的制备方法，包括以下步骤：
[0022] (1)配制浆料:分别将低折射率陶瓷层和高折射率陶瓷层所含的物料加入球磨罐 中，球磨后取出，分别得到低折射率陶瓷浆料和高折射率陶瓷浆料；
[0023] (2)粉末成型:分别对步骤(1)得到的低折射率陶瓷浆料和高折射率陶瓷浆料粉末 成型，分别得到低折射率陶瓷素坯和高折射率陶瓷素坯；
[0024] (3)叠层预压:将步骤(2)得到的低折射率陶瓷素坯和高折射率陶瓷素坯交替叠层 预压，得到多层陶瓷素坯；
[0025] (4)瓷体烧结:将步骤(3)中的多层陶瓷素坯高温烧结，得到多层陶瓷毛坯；
[0026] (5)抛光加工:将步骤(4)中的多层陶瓷毛坯进行抛光，即得遮光陶瓷；
[0027]所述步骤（1)中，低折射率陶瓷层所含物料在球磨罐中球磨时间为24~48h，高折 射率陶瓷层所含物料在球磨罐中球磨时间为24~48h;
[0028] 所述步骤(2)中，低折射率陶瓷浆料和高折射率陶瓷浆料粉末成型方式为流延成 型、乳膜、干压中的至少一种；
[0029] 所述步骤(4)中烧结方式为气氛保护烧结、气压烧结、热等静压烧结、热压烧结、等 离子体烧结中的至少一种，烧结