复合板及其制造方法

申请号 CN201380034493.4 申请日 2013-06-26 公开(公告)号 CN104411657B 公开(公告)日 2017-02-22
申请人 东曹株式会社; 发明人 山下勋; 今井紘平; 山内正一; 津久间孝次;
摘要 本 发明 提供一种可适宜用于轻质,且耐冲击性、耐磨损性优异的移动 电子 设备的 外壳 、时钟构件等的 氧 化锆 烧结 体和基材或者选自强化玻璃、酚 醛 树脂 、 铝 及镁中的至少一种构成的基材的复合板。该复合板是氧化锆烧结体、粘接层、基材叠层而成,厚度为2mm以下,其中,该复合板是基材的 弹性模量 为100GPa以下,且复合板的表观 密度 为4.3g/cm3以下,或者该复板是氧化锆烧结体、粘接层、选自强化玻璃、 酚醛树脂 、铝及镁中的至少一种构成的基材按顺序叠层而成,厚度为2mm以下,该复合板氧化锆烧结体和所述基材的厚度比率(氧化锆烧结体厚度/所述基材厚度)为0.1~1且复合板的表观密度为4.3g/cm3以下。
权利要求

1.一种复合板,其由化锆烧结体、粘接层、基材叠层而成,且厚度为2mm以下,其中,基材的弹性模量为100GPa以下,且复合板的表观密度为4.3g/cm3以下,所述氧化锆烧结体是含有2~10mol%的氧化钇的氧化锆,
所述氧化锆烧结体具有产生压缩应的冲击面。
2.如权利要求1所述的复合板,其中,
氧化锆烧结体是含有选自氧化二氧化、多铝红柱石、尖晶石、含有过渡金属的尖晶石系复合氧化物中的至少一种的氧化锆。
3.如权利要求1所述的复合板,其中,
氧化锆烧结体的相对密度为97%以上。
4.如权利要求1所述的复合板,其中,
氧化锆烧结体的维氏硬度为1000以上。
5.如权利要求1所述的复合板,其中,
基材为强化玻璃。
6.如权利要求5所述的复合板,其中,
强化玻璃为经过化学强化的铝硅酸盐玻璃。
7.如权利要求1所述的复合板,其中,
在使130g的球自由落下的试验中,所述复合板显示破坏高度为10cm以上的高耐冲击性。
8.一种复合板,其由氧化锆烧结体、粘接层、以及由选自强化玻璃、酚树脂、铝及镁中的至少一种构成的基材叠层而成,且厚度为2mm以下,其中,
氧化锆烧结体和所述基材的厚度比率即氧化锆烧结体厚度/所述基材厚度为0.1~1,且复合板的表观密度为4.3g/cm3以下,所述氧化锆烧结体是含有2~10mol%的氧化钇的氧化锆,
所述氧化锆烧结体具有产生压缩应力的冲击面。
9.权利要求1所述复合板的制造方法,该方法包括:
使用环氧类热固化型粘接剂,将氧化锆烧结体和基材在300℃以下的温度下进行接合。
10.权利要求8所述复合板的制造方法,该方法包括:
使用环氧类热固化型粘接剂在300℃以下的温度下将氧化锆烧结体和由选自强化玻璃、酚醛树脂、铝及镁中的至少一种构成的基材进行接合。
11.如权利要求9或10所述的复合板的制造方法,其中,
氧化锆烧结体是将混合了氧化锆粉末和有机粘合剂的浆料在厚度0.1~1mm的生片上成膜,接着在1300~1500℃烧结而成的。
12.一种移动电子设备的外壳,其使用权利要求1~8中任一项所述的复合板。
13.一种时钟构件,其使用权利要求1~8中任一项所述的复合板。

说明书全文

复合板及其制造方法

技术领域

[0001] 本发明涉及具有耐磨损性、耐冲击性的化锆烧结体与特定的弹性模量的基材的复合板、或氧化锆烧结体与由选自强化玻璃、酚树脂及镁中的至少一种构成的基材的复合板及它们的制造方法。

背景技术

[0002] 近年来,在以智能手机等为代表的移动电子设备中,对耐磨损性、耐冲击性优异的构件的要求提高。特别是由于移动电子设备的外装部件是厚度1~2mm左右的薄板形状,且必须要能够耐受落下等碰撞,所以要求耐冲击性特别高的材质。
[0003] 目前使用的材料是通过离子交换而强化的强化玻璃。通过离子交换在玻璃表面生成数十μm左右的强化层,使表面产生压缩应,防止损伤。然而,由于强化玻璃的强化机理来自强化层,所以如果产生超过强化层的损伤,则会立即破坏。另外,玻璃的维氏硬度为600左右,存在下述问题:容易因与金属、混凝土等的接触而损伤,且损伤随着使用而增加,强度显著降低。
[0004] 陶瓷的耐热性、耐磨损性、耐腐蚀优异,被广泛用于产业构件用途。特别是氧化锆烧结体为高强度、高韧性且高硬度,具有耐磨损性,容易通过着色提高图案设计性,因此促进了在时钟构件等方面的使用。另外,也研究了在移动电子设备等外装构件中的使用,但特别是移动电子设备的外装构件的情况下,为了提高冲击性,需要加厚,因此,构件变重,没有实用性。另外,如果为了轻质化而减薄,则对落下、碰撞等冲击的耐性不充分,容易破裂而无法使用。
[0005] 对于陶瓷构件的耐冲击性的提高,公开了与纤维强化塑料接合而防止炮弹等飞行体的贯通这种所谓的与夹层玻璃类似的方法(例如,专利文献1、专利文献2等)。但是,该方法以防止飞行体的贯通为目的,不能防止碰撞导致的陶瓷的破裂。
[0006] 专利文献3中记述了接合蓝宝石和无机玻璃的时钟用玻璃罩,其在时钟的玻璃罩表面配置高硬度的蓝宝石,由此提高耐磨损性,但该方法无法得到移动电子设备用途所要求的高耐冲击性。
[0007] 因此,迄今为止,就厚度数mm左右的氧化锆烧结体板而言,尚不存在对落下、碰撞等冲击的抗破裂性提高的抗冲击构件及其制造方法。
[0008] 现有技术文献
[0009] 专利文献
[0010] 专利文献1:日本专利第4869915号公报(日本特开2008-162164号公报)[0011] 专利文献2:日本特开2009-264692号公报
[0012] 专利文献3:日本特开平6-242260号公报

发明内容

[0013] 发明所要解决的课题
[0014] 就氧化锆烧结体而言,为了提高耐冲击性,需要增厚构件,作为移动电子设备是不适宜的。本发明涉及耐冲击性、特别是对冲击导致的破裂的抗破裂性提高了的氧化锆烧结体与特定弹性模量的基材的复合板、或氧化锆烧结体与由选自强化玻璃、酚醛树脂、铝及镁中的至少一种构成的基材的复合板及其制造方法。
[0015] 用于解决课题的技术方案
[0016] 鉴于上述课题,本发明人等详细研究了氧化锆烧结体薄板在球落下时的破坏现象。其结果发现,因钢球的落下冲击,陶瓷板弯曲,产生弯曲力矩,从冲击面的背侧面的冲击点附近产生拉伸破坏。另外,发现材料的弹性模量越小,因冲击而产生的变形越大,需要长时间吸收冲击,由此,作用于冲击面的背面的最大拉伸应力的绝对值减少。
[0017] 本发明人等以上述见解为基础进行了专心研究,发现在氧化锆烧结体薄板(弹性模量200GPa)的背面配置弹性模量为一半以下(弹性模量70GPa左右)且由选自强化玻璃、酚醛树脂、铝及镁中的至少一种构成的基材,通过将两者牢固地粘接接合,对氧化锆烧结体薄板赋予冲击变形能,实现最大拉伸应力的降低,并且实现下述结构:以产生拉伸应力的背面为所述基材,以主要产生压缩应力的冲击面为氧化锆烧结体薄板,能够提高氧化锆烧结体薄板的耐冲击性,完成了本发明。
[0018] 即,本发明涉及一种由氧化锆烧结体、粘接层、基材叠层而成的厚度2mm以下复合板(复合板1),其中,基材的弹性模量为100GPa以下,且复合板的表观密度为4.3g/cm3以下;及一种由氧化锆烧结体、接合层、和由选自强化玻璃、酚醛树脂、铝及镁中的至少一种构成的基材依次叠层而成的厚度2mm以下的复合板(复合板2),其中,氧化锆烧结体和所述基材的厚度比率(氧化锆烧结体厚度/所述基材厚度)为0.1~1,且复合板的表观密度为4.3g/cm3以下;以及它们的制造方法。
[0019] 以下,详细说明本发明。
[0020] 本发明的复合板1是由氧化锆烧结体、粘接层、基材叠层而成的厚度2mm以下的复合板,基材的弹性模量为100GPa以下,且复合板的表观密度为4.3g/cm3以下。
[0021] 在此,作为基材,例如可举出强化玻璃、酚醛树脂、铝、镁等。该基材的弹性模量能提高基材的变形能,实现最大拉伸应力的降低,并且可作为产生拉伸应力的背面,因此,为100GPa以下,优选为3~100GPa,特别优选5~70GPa。
[0022] 本发明的复合板2是由氧化锆烧结体、粘接层、由选自强化玻璃、酚醛树脂、铝及镁中的至少一种构成的基材依次叠层而成,且厚度为2mm以下的复合板。本发明的复合板中氧化锆烧结体的厚度和所述基材的厚度的比率(氧化锆烧结体厚度/所述基材厚度)为0.1~1。通过将氧化锆烧结体的厚度和所述基材的厚度的比率设为0.1~1,可以实现轻质且耐磨损性优异的耐冲击性复合板。从抑制因氧化锆烧结体的厚度增加引起的复合板表观密度增加,抑制耐冲击强度降低的观点、及抑制氧化锆烧结体的厚度变薄导致的耐磨损性降低的观点出发,优选为0.1~0.75,更优选为0.1~0.5。
[0023] 本发明的复合板1、2的表观密度(ρ(复合板))根据氧化锆烧结体的真密度(ρ(氧化锆烧结体))、和基材或由选自强化玻璃、酚醛树脂、铝及镁中的至少一种构成的基材的真密度(ρ(基材))由式(1)算出。
[0024] ρ(复合板)=ρ(氧化锆烧结体)×氧化锆烧结体体积分数+ρ(基材)×基材的体积分数
[0025] =ρ(氧化锆烧结体)×氧化锆烧结体厚度分数+ρ(基材)×基材厚度分数  (1)[0026] 在此,强化玻璃的密度为铝酸盐类强化玻璃的密度,为2.45g/cm3。另外,对于酚醛树脂、铝或镁的密度(ρ(基材)),根据构成各基材的成分而变化,因此,需要对每种基材进行测定。
[0027] 本发明的复合板1、2的表观密度只要为4.3g/cm3以下,就可以得到作为外装部件使用时的充分轻质感。
[0028] 本发明的复合板1的基材、或复合板2的由选自强化玻璃、酚醛树脂、铝及镁中的至少一种构成的基材隔着粘接层粘接,但粘接层的厚度优选为200μm以下。粘接层的厚度优选为100μm以下,更优选为50μm以下。通过设为这样的粘接层厚度,氧化锆烧结体和所述基材成为一体,变形,吸收冲击,因此,可以实现耐冲击性提高。
[0029] 作为本发明的复合板1、2的氧化锆烧结体,优选兼具高强度、耐磨损性、高韧性的氧化钇稳定化氧化锆。另外,氧化锆烧结体优选为含有2-10mol%的氧化钇的氧化锆。进而优选2-4mol%。氧化钇的组成相对于氧化锆设为2-10mol%,由此,可以实现高强度、耐磨损性、高韧性。氧化锆烧结体也可以使用氧化钇以外的稳定化剂。作为其它稳定剂,可以例示氧化、氧化镁、二氧化铈等。
[0030] 在本发明的复合板1、2的氧化锆烧结体中还含有着色剂等,可以提高图案设计性。作为这种着色剂,优选例如含有氧化铝等白色颜料、过渡金属氧化物等着色颜料。作为白色颜料,可以使用氧化铝、二氧化硅、多铝红柱石、尖晶石等氧化物。对于白色以外的色调只要是一般的无机颜料,就可以使用,例如,可以使用含有Fe、Co、Ni、Mn等过渡金属的尖晶石系复合氧化物及铒、钕、镨等稀土类氧化物。另外也可以使用添加了过渡金属的锆石等。另外,镍、等过渡金属氧化物也可以作为颜料使用。
[0031] 本发明的复合板1、2的氧化锆烧结体优选其相对密度为97%以上,为了进一步提高耐磨损性,另外,为了抑制基于残留气孔的因烧结体表面的凹凸引起的镜面精加工时的图案设计性降低,更优选为98%以上,进一步优选为99%以上。
[0032] 为了显示足够的耐磨损性,本发明的复合板1、2的氧化锆烧结体优选其维氏硬度为1000以上,更优选为1100以上。
[0033] 作为本发明的复合板1的例示之一的强化玻璃、用于复合板2的强化玻璃优选为经过化学强化的铝硅酸盐玻璃。强化玻璃中还有冷强化玻璃,但强化后的冲击强度低,而且难以形成为薄板形状,所以优选为化学强化玻璃。作为化学强化玻璃,可以使用一般的二氧化硅类的钠钙玻璃、硅酸盐玻璃等,但优选使用耐冲击性高的铝硅酸盐玻璃。
[0034] 作为本发明的复合板1的例示之一的酚醛树脂、用于复合板2的酚醛树脂通常是以苯酚和甲醛为原料的热固化性树脂,也称为苯酚树脂。具体而言,优选在布上涂布作为原料的苯酚树脂后,使其热固化而成的布浸酚醛树脂,在纸上涂布作为原料的苯酚树脂后,使其热固化而成的纸浸酚醛树脂等。
[0035] 另外,作为本发明的复合板1的例示之一的铝、用于复合板2的铝,优选为铝或铝合金。作为铝合金,是以铝为最大含有成分的2元系以上的合金,作为合金成分可以例示Si、Fe、Cu、Mn、Mg、Cr、Zn,Ti等。
[0036] 另外,作为本发明的复合板1的例示之一的镁、用于复合板2的镁优选为镁或镁合金。作为镁合金,是以镁为最大含有成分的2元系以上的合金,作为合金成分,可以例示Al、Zn、Zr、Mn、Fe、Si、Cu,Ni、Ca等。
[0037] 本发明的复合板1、2的耐冲击性(抗破裂性)表示在用厚度0.1mm的双面胶将复合板1、2粘接在铝合金上并使130g的钢球从任意高度自然落下这样的冲击试验中,氧化锆烧结体上产生破裂的高度(破坏高度)为10cm以上,优选为15cm以上,进而优选为20cm以上这样高的耐冲击性值。通过采用10cm以上的破坏高度,在作为移动电子设备的外壳使用的情况下,可以赋予相对于落下及碰撞等的耐冲击性。
[0038] 需要说明的是,在本发明中,在复合板1中基材可以叠层两种以上,在复合板2中也可以使用叠层选自强化玻璃、酚醛树脂、铝及镁中的两种以上基材的形式作为基材。
[0039] 接着,对本发明的复合板1的制造方法进行详述。
[0040] 本发明的复合板1例如可以通过使用环氧系的热固化型粘接剂在300℃以下的温度下接合氧化锆烧结体和基材来制造。作为用于接合的粘接剂,通过用于粘接的加热,缓和作用于基材强化层的压缩应力,不会使基材的强度降低,另外,从氧化锆烧结体和基材的接合强度高,耐热性、耐冲击性也高这一点考虑,优选使用环氧类热固化型粘接剂。另外,也可以在粘接剂中添加无机粒子等填料,使粘接层的刚性提高。
[0041] 本发明的复合板1的氧化锆烧结体的薄板的制作方法可以采用一般的陶瓷的成型方法制作。例如,可以例示加压法、挤压法、泥浆浇铸法、注塑成形法、薄板成型法,其中优选刮浆刀的薄板成型法。具体而言,将混合了氧化锆粉末和有机粘合剂的浆料使用刮浆刀在厚度0.1~1mm的生片上成膜,在1300~1500℃下烧结,得到氧化锆烧结体,将其与基材接合后,对氧化锆烧结体表面进行磨削、抛光,可以制造复合板。烧结除通常的大气烧结外,也可以使用真空烧结、热压、热等静压法(HIP)等。
[0042] 接着,对本发明的复合板2的制造方法进行详述。
[0043] 本发明的复合板2例如可以通过使用环氧系的热固化型粘接剂在300℃以下的温度下接合氧化锆烧结体和由选自强化玻璃、酚醛树脂、铝及镁中的至少一种构成的基材来制造。作为用于接合的粘接剂,从通过用于粘接的加热来缓和作用于由选自强化玻璃、酚醛树脂、铝及镁中的至少一种构成的基材的强化层的压缩应力,无需担心玻璃的强度降低,另外,氧化锆烧结体和由选自强化玻璃、酚醛树脂、铝及镁中的至少一种构成的基材的接合强度高,耐热性、耐冲击性也高,从这一点来看,优选使用环氧类热固化型粘接剂。另外,也可以在粘接剂中添加无机粒子等填料,使粘接层的刚性提高。
[0044] 本发明的复合板2的氧化锆烧结体的薄板的制作方法可以使用一般的陶瓷的成型方法制作。例如,可以例示加压法、挤出法、泥浆浇铸法、注塑成形法、薄板成型法,但其中优选刮浆刀的薄板成型法。具体而言,将混合了氧化锆粉末和有机粘合剂的浆料使用刮浆刀在厚度0.1~1mm的生片上成膜,在1300~1500℃下烧结,得到氧化锆烧结体,将其与由选自强化玻璃、酚醛树脂、铝及镁中的至少一种构成的基材接合后,对氧化锆烧结体表面磨削、抛光,可以制造复合板。烧结除通常的大气烧结外,也可以使用真空烧结、热压、热等静压法(HIP)等。
[0045] 发明的效果
[0046] 本发明的复合板1、2为薄板状,且耐冲击性及耐磨损性也高,因此,可以作为智能手机、平板电脑、笔记本PC、小型音乐播放器等移动电子设备的外壳构件使用。另外,也可以作为触摸板等输入装置构件使用。另外,在作为基材使用了强化玻璃及酚醛树脂的复合板2的情况下,由于具有与强化玻璃同程度的介电特性,所以也可以用于天线的保护构件等需要电磁波透射性的构件。通过进一步使用着色氧化锆烧结体,容易提高图案设计性,因此,也可以作为时钟构件使用。附图说明
[0047] 图1是示出了使用白色氧化锆(日本东曹株式会社制(TOSOH CORPORATION),商品名“3YS20A”)的复合板中氧化锆烧结体厚度和强化玻璃厚度的比率与钢球破坏高度的相互关系的图。○:实施例1~4及实施例14(复合板厚:约1mm),●:比较例1(复合板厚:1.49mm)具体实施方式
[0048] 实施例
[0049] 以下,通过实施例及比较例具体地说明本发明。
[0050] (相对密度)
[0051] 使用阿基米德法测定试料的密度。求出所得的密度作为相对于真密度的相对密度。对在以下的实施例、比较例中使用的粉末烧结而得到的各烧结体的真密度如下设定:使3
用了白色氧化锆粉末(3YS20A)的烧结体:5.51g/cm ,使用了黑色氧化锆粉末(日本东曹株式会社制,商品名“TZ-Black”)的烧结体:6.06g/cm3,使用了氧化锆粉末(日本东曹株式会社制,商品名“3YSE”)的烧结体:6.09g/cm3。另外,将在氧化锆粉末(日本东曹株式会社制,商品名“3YS”)中添加了高纯度氧化铝40wt%、60wt%的粉末记为3YS40A,3YS60A,将各烧结体真密度设为3YS40A:5.03g/cm3,3YS60A:4.63g/cm3。
[0052] (冲击强度测定)
[0053] 复合板的冲击强度评价使用钢球落下试验进行。钢球落下试验应用与“表用玻璃的尺寸、试验方法”标准ISO14368-3类似的方法。即,在厚度5mm的平坦的铝合金(50mm×52mm)上用厚度0.1mm的双面胶(3M公司制,商品序号“4511-100”)固定实施例或比较例中得到的复合板,在该复合板的中心位置使130g的钢球从任意的高度自由落下,以1cm为刻度测定破坏的高度。需要说明的是,冲击面使用以表面粗糙度Ra=0.02μm以下进行了镜面抛光的面。
[0054] (介电常数测定)
[0055] 介电常数测定使用容量法进行,该容量法使用了阻抗分析器。将与电极粘接的面进行镜面抛光,在室温下,以1GHz的频率测定介电常数和介质损耗
[0056] (二轴弯曲测定)
[0057] 以二轴弯曲强度测定(ISO/DIS6872)为基准测定复合板的弯曲强度。支撑半径设为6mm,将复合板的中央设置在支架上,将氧化锆烧结体薄板作为表面,将基材面作为背面,使压头荷重悬浮在氧化锆烧结体薄板的中央,进行测定。弯曲强度的计算采用使用了平板面积的换算半径。氧化锆烧结体使用两面镜面抛光为表面粗糙度Ra=0.02μm以下的烧结体。
[0058] 实施例1-13
[0059] (氧化锆烧结体的制作)
[0060] 利用压模在压力50MPa下将白色氧化锆粉末(日本东曹株式会社制,商品名“3YS20A”)、黑色氧化锆粉末(日本东曹株式会社制,商品名“TZ-Black”)及氧化锆粉末(日本东曹株式会社制,商品名“3YSE”)分别成形。再将成形体用压力200MPa的冷等静压冲压(CIP)成形,得到圆盘状成形体。
[0061] 对于氧化锆粉末(3YS40A、3YS60A),如以下制造。相对于氧化锆分别添加含有3mol%氧化钇的氧化锆粉末(日本东曹株式会社制,商品名“TZ-3YS”)及高纯度氧化铝粉末
40wt%、60wt%,在乙醇溶剂中用直径10mm的氧化锆制球通过球磨机混合72小时后,干燥,制成原料粉末,在同样的条件下成型。
[0062] 将所得的成形体在大气中,在升温速度100℃/h,烧结温度1400~1500℃下进行烧结,得到 的烧结体。作为参考例,表6示出了所得烧结体的特性。将所得烧结体进行两面磨削、两面抛光,形成规定的厚度,得到氧化锆烧结体薄板。需要说明的是,表中的Hv10表示压头使用负荷10kgf测定的维氏硬度。
[0063] 利用丙清洗所得氧化锆烧结体薄板和铝硅酸盐系的化学强化玻璃(32mm×25mm)的各表面,接着,在粘接面均一地涂布环氧系热固化性树脂(日本长濑产业(Nagase ChemteX)株式会社制,商品序号“XN1245SR”),设为负荷均等地悬加于复合板的上下面的状态,在140℃、30分钟的条件下粘接。表1示出了所得复合板的各层的厚度。
[0064] 表1示出了评价结果。复合板的表观密度均为4.3g/cm3以下,复合板的维氏硬度均为1000以上。另外,耐冲击试验的结果也均为10cm以上,表示高的耐冲击性。
[0065] 实施例14
[0066] 在与实施例1同样的条件下,使用白色氧化锆粉末(日本东曹株式会社制,商品名“3YS20A”),得到尺寸为32mm×25mm的氧化锆烧结体薄板,除此之外,在与实施例1相同的条件下制作复合板。表1示出了耐冲击试验的结果。复合板的破裂为29cm,表示高的耐冲击性。
[0067] 实施例15
[0068] 作为粘接剂,使用2液系的环氧系粘接剂(日本长濑产业(Nagase ChemteX)株式会社制,商品序号“XNR3324”、“XNH3324”),除此之外,在与实施例1相同的条件下制作复合板。粘接采用100℃、30分钟。表1示出了耐冲击试验的结果。复合板的破坏高度为24cm,表示高的耐冲击性。
[0069] 实施例16
[0070] 用与实施14同样的方法,制造3YS20A的32mm×25mm的复合板。在该复合板的氧化锆烧结体薄板表面放置#100的砂纸,再加入3kg的铁制砝码的负荷,使铁制砝码在砂纸上往复5次30cm的距离,产生损伤。表1示出了损伤处理的复合板的钢球落下试验的结果。钢球破坏高度为30cm,未见损伤处理的冲击强度的降低。
[0071] 实施例17
[0072] 用与实施例14同样的方法,制作3YS20A的32mm×25mm的复合板。粘接在140℃、30分钟的条件下使用热压进行,在板上作用4MPa的压力进行。所得复合板的粘接层的厚度为7μm。钢球破坏高度为47cm,表示高的耐冲击性。
[0073] 实施例18、19
[0074] 用与实施例14同样的方法,制造3YS20A的32mm×25mm的复合板。表2示出该复合板在室温、1GHz下的介电常数及介质损耗角正切。复合板的介电常数及介质损耗角正切与铝硅酸盐玻璃同等程度。
[0075] 另外,在室温、1GHz下测定的铝硅酸盐玻璃的介电常数为7.5,介质损耗角正切为0.0125,3YS20A的介电常数为28.4,介质损耗角正切为0.003。根据两者的值假设串联模型计算的介电常数为9.5,与实测值较一致。复合板的介电常数通过氧化锆烧结体和强化玻璃的串联模型可以再现。
[0076] 实施例20、21
[0077] 用与实施例14同样的方法,制造3YS20A的32mm×25mm的复合板,测定二轴弯曲强度。弯曲强度为940MPa左右的高的值。如果根据试验的负荷-变位曲线估算弯曲弹性模量,则为80GPa左右,均为与强化玻璃(70GPa)同等程度的弹性模量。
[0078] 实施例22
[0079] 使用3YS20A,通过与实施例1同样的方法,制造氧化锆烧结体厚度/强化玻璃厚度的比率为0.09的复合板。表4示出了结果。虽然复合板表示高的耐冲击性,但维氏硬度为800,耐磨损性稍低。
[0080] 实施例23
[0081] 添加TZ-3YS粉末700g、作为分散剂的市售的聚羧酸酯型高分子分散剂14g、作为消泡剂的市售的聚乙二醇单对异辛基苯基醚3.5g、作为溶剂的醋酸乙酯245g及醋酸正丁酯245g、作为粘合剂的丁缩醛树脂(聚合度约1000)粉末49g、及作为增塑剂的工业用邻苯二甲酸二辛酯42g,利用球磨机混合48小时。使用刮浆刀装置及叶片,作为载膜使用PET,在载膜上成膜生片。
[0082] 在多孔质氧化铝耐火架上载置重的氧化铝耐火架,对所得的生片进行烧结。烧结从室温至450℃,设为5℃/h,在450℃下保持10小时进行脱脂,从450℃至1000℃,设为50℃/h,在1000℃下保持5小时,之后,在1450℃保持2小时进行烧结。所得烧结体的相对密度为99%以上。
[0083] 使用环氧系的热固化性树脂(日本长濑产业(Nagase ChemteX)株式会社制,商品序号“XN1245SR”)与实施例1同样地将所得烧结体在32mm×25mm、厚度0.698mm的化学强化玻璃上进行粘接处理。对粘接而成的复合板的氧化锆烧结体薄板表面磨削、抛光,制造复合板。
[0084] 烧结体的厚度为0.302mm,粘接层的厚度为45μm。氧化锆烧结体的厚度/玻璃的厚度为0.43。复合板的表观密度为3.55g/cm3,维氏硬度为1430。用与实施例1同样的钢球落下进行耐冲击试验的结果,复合板的破坏高度为26cm。
[0085] 比较例1
[0086] 使用3YS20A,通过与实施例1同样的方法,制造氧化锆烧结体厚度/强化玻璃厚度的比率为1.66的复合板。表4示出了结果。复合板的表观密度超过4.3g/cm3。
[0087] 比较例2
[0088] 使用3YS20A,通过与实施例1同样的方法,在无粘接材料的条件下进行钢球落下试验。表4示出了结果。在无粘接而直接放置在玻璃上的情况下,在3cm左右被破坏,耐冲击特性显著降低。
[0089] 比较例3~5
[0090] 通过与实施例15相同的方法,对厚度不同的铝硅酸盐系的强化玻璃(32mm×25mm、厚度0.55mm、0.7mm、1.1mm)的表面进行损伤处理,评价损伤前后的耐冲击性。表5示出了结果。对于0.55mm的强化玻璃而言,因损伤处理,母材破裂,对于0.7、1.1mm的强化玻璃而言,因损伤,钢球破坏高度为一半程度。
[0091] 比较例6、7
[0092] 代替氧化锆烧结体,使用蓝宝石单晶(株式会社orbe-pioneer制)(32mm×25mm),通过与实施例1同样的方法制作复合板,在同样的条件下进行钢球落下试验。表7示出了结果。在此,蓝宝石的密度为3.99g/cm3。
[0093] 使用蓝宝石单晶的复合板的钢球破坏高度低于10cm,与氧化锆烧结体相比,为低的耐冲击特性。与氧化锆烧结体相比,蓝宝石的弹性模量为加倍程度(400GPa),因此,在蓝宝石侧产生拉伸应力。
[0094] 实施例24~28
[0095] 使用3YS20A,通过与实施例1同样的方法,作为基材分别使用铝(97wt%)-镁合金(Eggs公司制,#5052)、镁(90wt%)-铝-锌合金(MJ.Precision株式会社制,商品名“AZ91D”)、布浸酚醛树脂、纸浸酚醛树脂(株式会社扶桑橡胶产业制),制作32mm×25mm的复合板。
[0096] 使用3YS20A,使用氰基丙烯酸酯作为粘接剂,除此之外,通过与实施例1同样的方法,使用硬质聚氯乙烯(株式会社Misumi)制作32mm×25mm的复合板。
[0097] 表8示出评价结果。复合板的表观密度均为4.3g/cm3以下,复合板的维氏硬度均为1000以上。另外,耐冲击试验的结果也均为10cm以上,表示高的耐冲击性。
[0098] (表1)
[0099]
[0100] (表2)
[0101]
[0102] (表3)
[0103]
[0104] (表4)
[0105]
[0106] (表5)
[0107]
[0108] (表6)
[0109] 参考例
[0110]
[0111] (表7)
[0112]
[0113] (表8)
[0114]
[0116] 本发明的氧化锆烧结体和由选自强化玻璃、酚醛树脂、铝及镁中的至少一种构成的基材的复合板因具有耐冲击性、耐磨损性,所以可以适宜用于移动电子设备、时钟构件等小型、薄型部件。
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