中国粉体网讯 近日，据国家知识产权局公告，比亚迪股份有限公司申请一项名为“一种氧化钇稳定氧化锆陶瓷材料及其制备方法、电子设备”的发明专利，公开号CN117185807A。
比亚迪剑指何方？
据上述专利摘要显示，本申请提供了一种氧化钇稳定氧化锆陶瓷材料及其制备方法、以及含有该陶瓷材料的电子设备。所述氧化钇稳定氧化锆陶瓷材料相对于现有技术的氧化钇稳定氧化锆陶瓷材料强度较高，能满足移动智能设备的后盖对于材料的强度要求。
看来，比亚迪盯上的是陶瓷背板。
目前，随着5G时代的到来，移动智能设备的后盖材料也提出了新的要求，尤其是在材料的信号通过性能方面有更高的要求，而传统的金属材料会产生电磁屏蔽效应，不能满足使用要求。氧化锆陶瓷材料由于具有优异的力学性能，温润的手感，以及优异的信号穿透性能，在满足5G信号传输及无线充电等功能方面备受期待。
采用陶瓷材质背板的小米13Pro
但是，在前几年推广过程中，出现了一些阻力导致陶瓷背板叫好不叫座，例如价格昂贵，这主要是由其复杂繁琐、高成本的生产工艺（需要经历约16道工序，其中热压烧结、抛光等程序生产成本高）以及低良品率导致的；再例如陶瓷“易碎”的特性始终让普通消费者心有顾虑，光洁的陶瓷表面的耐脏性较差，无线充电功率限制等。
而目前，情况似乎正向好的方向转变。
首先，随着技术的进步，纳米陶瓷粉料、成型烧结、特别是后续的精密加工的成本都显著下降；良率低的问题也正得到解决，良率由最初的30%左右现已提升到70%以上。
此外，工信部在2023年印发了《无线充电（电力传输）设备无线电管理暂行规定》，其中规定：移动、便携式无线充电设备的工作频率范围为100-148.5kHz、6765-6795kHz、13553-13567kHz频段，且额定传输功率不超过80W，这就意味着包括智能手机、移动电源、家用无线充电器、车载无线充电器在内的这些产品，无线充电功率放开到80W，比起之前快了不少。陶瓷背板作为实现电子产品无线充电的关键部件，有望再次走入大家的视野。
在氧化锆领域，比亚迪已是“老司机”
比亚迪电子（国际）有限公司是比亚迪股份有限公司的子公司，1995年成立于深圳，原为比亚迪股份有限公司的手机零部件及模组部门。
比亚迪电子按照终端领域划分为消费电子、汽车、智能产品三大业务模块，具体涉及智能手机、电脑、平板、户内储能、无人机等智能产品、汽车智能系统、医疗健康产品。公司传统优势的智能手机业务主要为华为、小米、三星、荣耀、OPPO、vivo、摩托罗拉等海内外品牌方提供手机零部件及整机组装，核心产品包括金属中框、玻璃后盖、整机组装。可见电子产品所涉及的背板、零部件等是其主营业务之一，其研发氧化锆的最终目的还是服务于自己在这方面的业务。
比亚迪电子氧化锆产品及技术
在陶瓷方面，比亚迪电子一直致力于功能性陶瓷和精密结构陶瓷的研发及生产。在传统的结构陶瓷基础上，比亚迪自主研发的增韧陶瓷，满足了市场对大尺寸外观结构陶瓷的需求。比亚迪拥有从陶瓷粉造粒、毛坯成型、烧结，精密外形尺寸加工、抛光、后处理等完整的材料及制造技术，通过in-house完整的制程验证，不断改良陶瓷材料配方，将为大尺寸结构陶瓷，尤其是3D结构陶瓷的大规模市场应用，扫平材料及工艺壁垒。
目前，其研发了提高氧化锆韧性、提升其抗摔能力的方法，并在此方法上开发出了颜色各异、靓丽外观的超韧氧化锆陶瓷。该材料已经应用于手机盖板、智能穿戴设备等产品。
延伸阅读：氧化钇稳定氧化锆是什么材料？
在热力学上，纯ZrO2有三种不同的晶型：单斜氧化锆（m-ZrO2）、四方氧化锆（t-ZrO2）、立方氧化锆（c-ZrO2），它们分别稳定存在于低温、中温、高温区，其中t-ZrO2、c-ZrO2是无法在室温下存在。
ZrO2的相变伴随着较大的温度滞回体积变化，因此，任何纯ZrO2制成的部件在烧结完成冷却过程中都会发生崩解，这增加了部件发生灾难性失效的几率，从而限制了其应用。此外，由于ZrO2具有较差的导电率，使用传统放电机制（EDM）加工ZrO2也带来了一些问题。为避免体积效应的出现，就需要阻止氧化锆在温度变化的过程中发生相变反应，经过前人不懈的努力，最终寻找到了室温温度下四方氧化锆的方法——离子掺杂稳定氧化锆。
稳定剂主要为稀土氧化物（Y2O3、CeO2等）及碱土金属氧化物（CaO、MgO等）。其中，氧化钇是最重要、最常用的稳定剂，由其稳定的氧化锆被称为氧化钇稳定氧化锆，除应用于电子产品的背板、盖板外，在以下领域也有极其重要的应用。
生物材料
与其他传统修复材料相比，钇稳定氧化锆具有能与金属相媲美的机械性能，可完全承受后牙的咀嚼力，材质、颜色与周围自然牙齿组织接近，对X光射线无阻射作用，临床不必担心与磁场有关的检查，且组织相容性良好，因此在义齿及人工关节等生物医疗方面备受关注。
特种机械零部件
陶瓷材料的脆性限制了其应用发展，纳米陶瓷是解决陶瓷脆性一种非常重要的途径。实验证明，可以利用ZrO2四方相相变为单斜相产生显微裂痕和残余应力对陶瓷进行增韧。因此，以钇稳定氧化锆陶瓷为代表的陶瓷材料在轴承、轴套、阀球、壳体等机械领域有广泛应用。
固体氧化物燃料电池
固体氧化物燃料电池（SolidOxideFuelCell，简称SOFC）属于第三代燃料电池，是一种在中高温下直接将储存在燃料和氧化剂中的化学能高效、环境友好地转化成电能的全固态化学发电装置，被普遍认为是在未来会得到广泛普及应用的一种燃料电池。
目前认为，SOFC系统中有2个构件，即阳极和电解质都会涉及钇稳定氧化锆材料。
热障涂层（TBC）
以燃气涡轮机叶片为例，作为普通用途的燃气涡轮机叶片的使用温度在960～1100℃；军用飞机中的燃气轮机燃气温度高达1600℃；至于商用飞机的燃气轮机燃气温度也高达1500℃。然而用于生产涡轮叶片的镍基超强耐热合金的最高工作温度只有1100℃。随着燃气轮机燃气温度的提高，相对于开发新型高温耐热合金材料来讲，致力于燃气轮机涡轮叶片保护成本要低得多。应用于燃气轮机的涡轮叶片表面，以起到隔热作用来提高燃气轮机使用温度，进而提高燃气轮机效率，并延长涡轮叶片的使用寿命是热障涂层的最重要应用之一。
热障涂层示意图
经过多年的研究发现，以6%～8%Y2O3部分稳定的ZrO2（6%～8%YSZ）热循环寿命最长，而且有更好的抵抗Na2SO4和V2O5腐蚀的能力，成为目前陶瓷层材料的最佳选择。
光纤连接器陶瓷插芯
氧化钇稳定氧化锆因其优异的力学性能、化学稳定性和极高的精密度等，可以用来制备光纤连接器的稀土结构陶瓷光纤插芯（精密针）和套筒，是光纤网络中应用面最广并且需求量最大的光纤无源器，是信息网络基础设施建设的重要组成部分。
此外，钇稳定氧化锆在特殊刀具、耐火材料、三元锂电池正极材料掺杂等方面也有重要应用。尤其是在三元锂电池正极材料中的应用，与生物材料被认为是当下最受关注的两大方向。
参考来源：
[1]国家知识产权局专利局
[2]中国粉体网
[3]粉体大数据研究
[4]比亚迪电子官网
（中国粉体网编辑整理/山川）
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