سرامیکهای سازهای زیرکونیا برای الکترونیک مصرفی — پودر 3Y-TZP برای درپوش پشت گوشی، کیس ساعت هوشمند و قطعات دقیق
OEMهای الکترونیک مصرفی و تامینکنندگان قطعات سرامیکی آنها به طور فزایندهای پلیکریستال زیرکونیای تتراگونال پایدارشده با ایتریا (3Y-TZP) را برای قطعات سازهای که ترکیبی از چقرمگی مکانیکی، مقاومت در برابر خش و شفافیت RF میطلبند — که فلزات و شیشه نمیتوانند به طور همزمان تامین کنند — مشخص میکنند. SEMITECH مواد اولیه پودر 3Y-TZP با خلوص بالا را که تولیدکنندگان قطعات سرامیکی تفجوشیشده برای این کلاس کاربرد نیاز دارند عرضه میکند.
چرا زیرکونیا در الکترونیک مصرفی
سرامیکهای زیرکونیا یک پروفایل عملکردی منحصربهفرد برای پوششهای دستگاه مصرفی و قطعات سازهای دارند:
- سختی: سختی ویکرز 1200–1300 HV — به طور قابل توجهی سختتر از Gorilla Glass (~650 HV) و به طور غیر قابل مقایسه سختتر از آلیاژ آلومینیوم (~150 HV). مقاومت در برابر خش در استفاده روزمره عملاً دائمی است.
- چقرمگی شکست: 6–10 MPa·m½، با مکانیزم سختشدن تحولی تتراگونال به مونوکلینیک ممکن میشود. این 3–5 برابر بیشتر از سرامیکهای آلومینا (3–4 MPa·m½) است و 3Y-TZP را برای قطعات سازهای با دیواره نازک در معرض ضربه سقوط عملی میکند.
- شفافیت RF: ثابت دیالکتریک ~27 در 1 GHz؛ زیرکونیا سیگنالهای 4G/5G/Wi-Fi/NFC را تضعیف نمیکند و پنجرههای آنتنی که پوششهای فلزی نیاز دارند را حذف میکند.
- چگالی: 6.05 g/cm³ — سنگینتر از آلومینیوم (2.7) اما در محدوده قابل قبول برای دستگاههای پریمیوم که وزن لمسی نشانه کیفیت است.
- تنوع زیباییشناسی: قابل پالیش به سطح آینهای؛ قابل رنگآمیزی در کل بدنه با افزودن رنگدانه (سیاه، سفید، آبی به صورت تجاری ثابت شده است).
نمونههای کاربردی
درپوش پشت و قاب گوشی هوشمند
سری Xiaomi Mi Mix، مدلهای منتخب Samsung Galaxy، و چندین گوشی پرچمدار بازار چین از درپوشهای سرامیکی پشت 3Y-TZP استفاده کردهاند. بدنه سرامیکی مشکلات تضعیف سیگنال را حذف میکند در حالی که یک سطح ضد خش ارائه میدهد که به کاور نیاز ندارد. ضخامت دیواره معمولی پس از ماشینکاری CNC و پالیش 0.5–0.7 mm است. چگالی تفجوشی باید ≥6.00 g/cm³ با اندازه دانه <0.5 μm برای دستیابی به کیفیت پالیش آینهای که مصرفکنندگان انتظار دارند باشد.
کیس ساعت هوشمند
Apple Watch Edition (Series 2–5) از کیس سرامیکی زیرکونیا استفاده کرد و قابلیت کاربرد این ماده را در یک محصول مصرفی با حجم بالا نشان داد. فاز تتراگونال بدون مونوکلینیک حیاتی است — هر تبدیل فاز کنترلنشده در طول تفجوشی یا پیری منجر به زبر شدن سطح و میکروترکخوردگی میشود. پودر 3Y-TZP SEMITECH با توزیع ایتریا کنترلشده (5.15 ± 0.15 wt٪ Y₂O₃) پایداری فاز مورد نیاز برای بازده تولید ثابت را فراهم میکند.
سینی کارت SIM و حلقههای لنز دوربین
این قطعات کوچک دقیق از سختی و پایداری ابعادی زیرکونیا استفاده میکنند. سینیهای SIM باید در برابر خمش و سایش در صدها چرخه وارد کردن مقاوم باشند. حلقههای لنز دوربین از پوششهای لنز یاقوت یا شیشه در برابر شکستن لبه در حین سقوط محافظت میکنند. تفجوشی شکل خالص از گرانولهای اسپریخشک هزینه ماشینکاری پس از تفجوشی را به حداقل میرساند.
▶Show full content (4 sections)
مشخصات فنی کلیدی برای 3Y-TZP درجه الکترونیک
| ویژگی | واحد | مقدار معمول | استاندارد آزمون |
|---|---|---|---|
| محتوای ZrO₂ + HfO₂ | wt٪ | ≥99.8 | — |
| محتوای Y₂O₃ | wt٪ | 5.15 ± 0.20 | — |
| سطح ویژه (BET) | m²/g | 7–16 | GB/T 19587 |
| اندازه ذره میانه d50 | μm | 0.3–0.8 (اسپریخشک) | — |
| چگالی تفجوشی | g/cm³ | ≥6.00 | — |
| سختی ویکرز (HV10) | HV | 1200–1300 | ASTM C1327 |
| چقرمگی شکست (K_IC) | MPa·m½ | 6–10 | ASTM C1421 |
| استحکام خمشی | MPa | ≥900 | ASTM C1161 |
| اندازه دانه (تفجوشی) | μm | 0.3–0.5 | — |
نکات فرآیند
قطعات زیرکونیای درجه الکترونیک معمولاً با روش زیر تولید میشوند: (1) CIP یا پرس خشک گرانولهای 3Y-TZP اسپریخشک، (2) پیشتفجوشی در 1000–1100°C برای ایجاد بلانک قابل ماشینکاری، (3) ماشینکاری CNC به شکل نزدیک به خالص در حالت پیشتفجوشی ("سبز-ماشینکاری شده")، (4) تفجوشی نهایی در 1400–1500°C تا چگالی کامل، و (5) سنگزنی دقیق و پالیش برای دستیابی به سطح آینهای Ra <0.02 μm. مورفولوژی پودر (گرانولهای کروی اسپریخشک، روانی >25 s/50g جریان Hall) و توزیع باریک اندازه ذره برای پرس بدون نقص ضروری هستند.
چرا SEMITECH
تامین جهانی 3Y-TZP به طور تاریخی با شرکت Tosoh (ژاپن) متمرکز بوده که محدودیتهای ظرفیت و سیاستهای تخصیص صادراتی آنها کمبود دورهای برای تولیدکنندگان قطعات سرامیکی چینی و جنوبشرق آسیایی ایجاد میکند. SEMITECH یک کانال تامین جایگزین واجد شرایط با قیمتگذاری مستقیم چین — معمولاً 25–35٪ پایینتر از برابری واردات ژاپنی — و مستندات فنی شامل CoA کامل، تحلیل فاز XRD و داده BET در هر لات ارائه میدهد.
پودر 3Y-TZP SEMITECH برای مطابقت با مشخصات درجه Tosoh TZ-3Y و TZ-3YS تولید میشود که از طریق آزمون خواص تفجوشی در تسهیلات مشتری تأیید شده است. نمونههای 1–5 kg برای آزمایشهای تفجوشی و صلاحیتدهی موجود است.
محصولات مرتبط
- پودر زیرکونیای 3Y-TZP — درجه ماده اولیه برای سرامیکهای سازهای
- نانو زیرکونیا — درجات بسیار ریز برای کاربردهای تخصصی