時(shí)至今日手機(jī)已經(jīng)成為人們生活中不可缺少的一部分，手機(jī)從誕生之日的通話功能到如今生活應(yīng)用的方方面面，它經(jīng)歷了翻天覆地的變化。手機(jī)外觀也同樣如此，如今陶瓷手機(jī)蓋板逐漸成為主流，它帶給人一種完美的視覺(jué)和觸覺(jué)感受。今天讓我們來(lái)看看要制造一片完美的陶瓷手機(jī)蓋板到底要經(jīng)歷一個(gè)怎樣的過(guò)程。

陶瓷手機(jī)蓋板的制作是包含了很多復(fù)雜的工藝，，包括粉體制備→蓋板成型→脫脂→燒結(jié)→CNC加工→拋光研磨→打孔→檢測(cè)→鐳射/PVD鍍膜裝飾→AF鍍膜→包裝等，下面我們就逐一來(lái)了解。

注：整個(gè)工藝制程需根據(jù)最終產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和坯體設(shè)計(jì)來(lái)調(diào)整不同的加工方案，加工工藝順序也會(huì)有調(diào)整。

一、陶瓷粉體的制備

手機(jī)陶瓷蓋板的原材料是氧化鋯，主要通過(guò)一塊礦石來(lái)制備，通俗來(lái)講是通過(guò)工藝將礦石破壞，采用一系列復(fù)雜的工藝將氧化鋯提煉出來(lái)。關(guān)于氧化鋯的提純目前主要有以下幾種方式：

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沉淀法

這里包括共沉淀法和水解沉淀法，據(jù)了解，三環(huán)和東方鋯業(yè)的粉體制備主要采用的是這種方法。

其中共沉淀法優(yōu)勢(shì)在于設(shè)備工藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本低廉，且易于獲得純度較高的納米級(jí)超細(xì)粉體，因而被廣泛采用。但是共沉淀法的主要缺點(diǎn)是沒(méi)有解決超細(xì)粉體的硬團(tuán)聚問(wèn)題，粉體的分散性差，燒結(jié)活性低。

圖：中和沉淀法工藝流程圖

 水解沉淀法分為鋯鹽水解沉淀和鋯醇鹽水解沉淀兩種方法。優(yōu)勢(shì)在于粒子的大小和形狀均一，化學(xué)純度和 相結(jié)構(gòu)的單一性好等，缺點(diǎn)是設(shè)備和工藝較為復(fù)雜,成本較高。

圖：鋯醇鹽水解法工藝流程圖

 共沉淀法和水解沉淀法的后工序都是煅燒,其溫度越高,則粉體的晶粒度越大,團(tuán)聚程度越高。2

水熱法

據(jù)了解，目前國(guó)瓷制備粉體有采用此種方法。

在高壓釜內(nèi)，鋯鹽（ZrOCl2）和釔鹽（Y(NO3)3）溶液加入適當(dāng)化學(xué)試劑，在高溫 (>200℃)、高壓(≈10MPa)下反應(yīng)直接生成納米級(jí)氧化鋯顆粒，形成釔穩(wěn)定的氧化鋯固溶體。

圖：水熱法工藝流程圖

 水熱法優(yōu)點(diǎn)為粉料粒度極細(xì)，可達(dá)到納米級(jí)，粒度分布窄，省去了高溫煅燒工序，顆粒團(tuán)聚程度小。缺點(diǎn)為設(shè)備復(fù)雜昂貴，反應(yīng)條件較苛刻，難于實(shí)現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。

除此之外，還有溶膠凝膠法、微乳液法，在表格中有優(yōu)劣勢(shì)對(duì)比，這里就不一一介紹了。目前制備粉體的知名企業(yè)有三環(huán)（自用）、東曹、國(guó)瓷、東方鋯業(yè)等。

二、陶瓷蓋板成型

制造好的粉體進(jìn)入了蓋板成型階段，目前在陶瓷蓋板的成型領(lǐng)域，主要有注塑、干壓及流延，由于陶瓷有高的收縮率，因此不論哪種成型都需要將氧化鋯粉體與成型劑混合在一起。其中以實(shí)際蓋板生產(chǎn)的案例來(lái)看，以干壓和流延為主流，比如小米MIX 2及初上手機(jī)的陶瓷蓋板就是干壓成型，小米5與小米6的陶瓷蓋板是流延成型。

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干壓成型

干壓成型是采用壓力將陶瓷粉料壓制成一定形狀的坯體。主要生產(chǎn)輕量型、高剛性的扁平形狀陶瓷制品，生產(chǎn)效率高，適合大量生產(chǎn)，成本低，材料利用率高，剪切性及回收性良好。

目前三環(huán)為小米制造的陶瓷后蓋除了小米5與小米6，MIX系列均采用干壓成型，是蓋板主流成型工藝之一。

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注射成型

這種方式成型類(lèi)似塑膠成型，是將聚合物注射成型方法與陶瓷制備工藝相結(jié)合而發(fā)展起來(lái)的一種制備陶瓷零部件的新工藝。主要生產(chǎn)外形復(fù)雜、尺寸精確或者帶嵌件的小型精密陶瓷件，生產(chǎn)效率高。但其喂料配方、混煉及模具開(kāi)發(fā)都是難點(diǎn)，模具設(shè)計(jì)和注射熔體充模流動(dòng)狀態(tài)直接影響成型坯體的質(zhì)量。

丁鼎陶瓷在陶瓷注射成型方面有著成熟的制作經(jīng)驗(yàn)，是目前業(yè)內(nèi)做陶瓷粉末注射成型工藝領(lǐng)先企業(yè)。

 3流延成型

流延成型的技術(shù)較難，需時(shí)間摸索，是薄片陶瓷材料的一種重要成型方法，具有速度快、自動(dòng)化程度高、效率高、組織結(jié)構(gòu)均勻、產(chǎn)品質(zhì)量好等特點(diǎn)。三環(huán)是流延成型產(chǎn)能最大的廠商，自己本身也做流延設(shè)備。

三、脫脂

脫脂是通過(guò)加熱或其他物理化學(xué)方法，將注射成型坯體內(nèi)有機(jī)物排除。這一階段耗時(shí)長(zhǎng)，且成型坯體易產(chǎn)生缺陷；因此，脫脂的方法、機(jī)理和動(dòng)力學(xué)研究十分重要。陶瓷脫脂工藝主要為熱脫（占99%）方式。

四、燒結(jié)

燒結(jié)（sintering）是使材料獲得預(yù)期的顯微結(jié)構(gòu)，賦予材料各種性能的關(guān)鍵工序。坯體在高溫作用下，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，最后成為堅(jiān)硬的具有某種顯微結(jié)構(gòu)的多晶燒結(jié)體，這種現(xiàn)象稱(chēng)為燒結(jié)。燒結(jié)是減少成形體中氣孔，增強(qiáng)顆粒之間結(jié)合，提高機(jī)械強(qiáng)度的工藝過(guò)程。

宏觀變化：體積收縮、致密度提高、強(qiáng)度增加。

微觀變化：晶粒長(zhǎng)大，氣孔減少。

圖 燒結(jié)體制備過(guò)程中的組織變化

 隨著工藝的成熟和訂單的逐步釋放，主流的手機(jī)背板生產(chǎn)企業(yè)已經(jīng)采用脫脂燒結(jié)連續(xù)性的生產(chǎn)方式，采用如下這種AB式推板爐可連續(xù)大產(chǎn)能生產(chǎn)。

五、CNC加工

燒結(jié)后的陶瓷蓋板坯料進(jìn)入CNC加工段，主要是機(jī)身的修整處理，使手機(jī)機(jī)身曲線更加柔和，觀感更舒適。由于陶瓷屬于硬質(zhì)材料，其磨削機(jī)理與金屬材料有很大的差別，加工陶瓷對(duì)CNC機(jī)床的主軸、機(jī)身、刀具等都要求很高。而且加工效率也比玻璃及金屬的慢好幾倍。根據(jù)厚度大小不一，加工時(shí)間也會(huì)增長(zhǎng)。目前陶瓷蓋板的直通率在此工藝受到極大限制。

圖 陶瓷和金屬磨削原理對(duì)比

 據(jù)大族激光專(zhuān)家透露，目前激光技術(shù)已經(jīng)逐步應(yīng)用在陶瓷蓋板的后加工領(lǐng)域，主要集中在陶瓷背蓋攝像頭孔和指紋孔的切割打孔，以及陶瓷邊框的按鍵孔和聽(tīng)筒孔等孔的粗加工；還有一部份是加工陶瓷背蓋的邊框部位的粗加工，目前在積極探索研發(fā)中。

未來(lái)，激光+CNC復(fù)合技術(shù)是一個(gè)不錯(cuò)的選擇，可以通過(guò)激光開(kāi)粗留下較小余量后用CNC精磨，既保證產(chǎn)品加工斷面效果，沒(méi)有崩邊和消除不易察覺(jué)的微裂紋，而且縮短加工時(shí)間可以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)能釋放，在邊，孔的批量加工有較大優(yōu)勢(shì)！

六、拋光研磨

由于陶瓷材料的特殊性，拋光分為粗拋、精拋及精修（視情況而定），每個(gè)拋光段使用的耗材也不一樣。

拋光是使用微細(xì)磨粒彈塑性的拋光機(jī)對(duì)工件表面進(jìn)行摩擦，使工件表面產(chǎn)生塑性流動(dòng)，生成細(xì)微的切屑。拋光以滑動(dòng)摩擦為主，利用絨布的彈性與緩沖作用，緊貼在瓷件表面，以去除前一道工序所留下的瑕疵、劃痕、磨紋等加工痕跡，獲得光滑的表面。對(duì)于手機(jī)蓋板來(lái)說(shuō)，還包括機(jī)身減薄，以下這款設(shè)備是專(zhuān)用的陶瓷蓋板減薄設(shè)備。

七、CNC/激光打孔

打孔是拋光后的一道必備工序，主要有CNC和激光打孔兩種。

八、檢測(cè)

陶瓷蓋板的檢測(cè)與3D玻璃類(lèi)似，但多了一項(xiàng)微裂紋檢測(cè)，其它包括輪廓度、整體翹曲度、截面翹曲度、整個(gè)蓋板的厚度等。

九、鐳射/PVD

鐳雕是利用高能量密度的激光對(duì)工件進(jìn)行局部照射，使表層材料汽化或發(fā)生顏色變化的化學(xué)反應(yīng)，從而留下永久性標(biāo)記的一種打標(biāo)方法。是目前陶瓷外殼表面處理的一種常用方法。 

PVD指的是在氣象中以物理或化學(xué)的反應(yīng)過(guò)程，在工件表面形成具有特殊性能的金屬或化合物涂層的方法。目前在玻璃、陶瓷及復(fù)合材料蓋板均有應(yīng)用，是后段表面裝飾的重要工藝之一。

十、AF處理

利用蒸鍍方式，在陶瓷表面鍍上一層涂層，該涂層使陶瓷表面不易產(chǎn)生指紋，耐磨性佳。

十一、包裝出貨

將表面效果處理完的陶瓷蓋板進(jìn)行包裝。