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氧化鋯鍍金:讓“白瓷”長(zhǎng)出金屬光澤的表面工藝


發(fā)布時(shí)間:2025-11-24 17:32:42

  氧化鋯本身是白色陶瓷,硬度高又耐腐蝕,但為什么越來(lái)越多的首飾、腕表配件、醫(yī)療零件,會(huì)選擇做“氧化鋯鍍金”?在這種絕緣陶瓷上鍍一層金,究竟是簡(jiǎn)單的“上色”,還是一整套講究頗多的金屬化工藝?

  一、什么是“氧化鋯鍍金”?

  簡(jiǎn)單說(shuō),氧化鋯鍍金就是在氧化鋯陶瓷基體表面,先通過(guò)金屬化處理形成導(dǎo)電金屬層,再在其上鍍上一層真實(shí)的金鍍層,讓陶瓷兼具金屬的外觀與部分功能。

  傳統(tǒng)金屬鍍金是直接在金屬基體上做電鍍,而氧化鋯屬于絕緣陶瓷,不能直接導(dǎo)電,需要先解決“怎么讓陶瓷表面變成金屬”的問(wèn)題,這也是氧化鋯鍍金與普通鍍金最大的區(qū)別之一。

  從結(jié)構(gòu)上看,一件典型的氧化鋯鍍金制品表面大致是這樣的:

  氧化鋯陶瓷基體 → 粗化/活化層 → 化學(xué)銅/鎳等金屬化中間層 → 金鍍層

  這層金鍍層通常只有幾微米甚至更薄,卻決定了最終的顏色、光澤、耐磨性以及觸感。

  二、為什么要在氧化鋯上鍍金?

  1. 裝飾效果:白與金的對(duì)比更“高定”

  氧化鋯陶瓷本身有類似玉石、瓷器的質(zhì)感,表面細(xì)膩、可高度拋光。金色鍍層疊加在這種基體上,帶來(lái)的效果與在黃銅、不銹鋼等金屬上鍍金完全不同,更偏向“珠寶感”和“高定飾品感”。

  在首飾和配飾領(lǐng)域,常見(jiàn)的搭配有:

  鍍金+立方氧化鋯(鋯石):石頭負(fù)責(zé)折射光線,金鍍層提供暖色背景和金屬質(zhì)感;

  氧化鋯白坯+局部鍍金線條:適合戒指、表圈、耳釘?shù)龋纬甚r明的顏色對(duì)比;

  整件鍍金氧化鋯件:讓陶瓷完全呈現(xiàn)金色,但重量仍明顯低于同體積金屬件。

  對(duì)于追求輕量化又希望有金屬光澤的品牌來(lái)說(shuō),這種組合相當(dāng)討巧。

  2. 功能提升:不僅好看,還更“好用”

  鍍金并不只是裝飾,金屬金本身具有多項(xiàng)優(yōu)點(diǎn):

  優(yōu)異的耐腐蝕性:金在多數(shù)環(huán)境中都極不易氧化,有利于長(zhǎng)期保持外觀。

  良好的導(dǎo)電性:在某些高端電子、傳感器、連接端子中,氧化鋯陶瓷提供絕緣和結(jié)構(gòu)支撐,表面的金層則負(fù)責(zé)導(dǎo)電接觸。

  可調(diào)節(jié)的摩擦與觸感:金表面相對(duì)溫潤(rùn),手感細(xì)膩,用于表冠、按鈕等部件時(shí),觸感更舒適。

  再加上氧化鋯自身的高硬度、耐磨和生物相容性,兩者疊加后,既能應(yīng)對(duì)日常佩戴的磨損,又更適合口腔修復(fù)件、醫(yī)療配件等對(duì)材料穩(wěn)定性要求高的場(chǎng)景。


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  三、氧化鋯為什么不好直接鍍金?

  想在氧化鋯上鍍金,最難的是“第一層”。

  絕緣材料,不導(dǎo)電

  電鍍時(shí)需要基體參與電路,陶瓷本身不導(dǎo)電,所以必須先讓表面“金屬化”,掛上一層可以導(dǎo)電的金屬膜,后續(xù)電鍍金才能進(jìn)行。

  表面致密光滑,附著力差

  燒結(jié)后的氧化鋯表面非常致密、平滑又化學(xué)惰性強(qiáng),金屬很難牢固“抓住”表面。這也是很多工藝會(huì)使用酸性粗化液在表面形成微孔、微凹坑的原因——讓后續(xù)鍍層能機(jī)械咬合進(jìn)去。

  熱膨脹系數(shù)差異

  陶瓷和金屬的熱膨脹系數(shù)不同,冷熱循環(huán)后界面容易產(chǎn)生應(yīng)力。如果前處理和中間層設(shè)計(jì)不好,金層可能會(huì)出現(xiàn)開(kāi)裂或起皮。

  因此,真正的難點(diǎn)不是“鍍金本身”,而是如何在氧化鋯上構(gòu)建一層牢固、均勻、可電鍍的金屬化底層。

  四、氧化鋯鍍金常見(jiàn)工藝路線概覽

  1. 濕法化學(xué)金屬化 + 電鍍金

  這類工藝在氧化鋯陶瓷上形成金屬底層,一般步驟包括:

  除油與清洗:用專用除油粉水溶液配合超聲波,將表面油污、粉塵等清理干凈,為后續(xù)蝕刻和活化做準(zhǔn)備。

  粗化(腐蝕):在含氫氟酸、微蝕鹽和表面活性劑的混合溶液中加熱浸泡,使氧化鋯表面產(chǎn)生均勻細(xì)小的孔洞與凹坑,增強(qiáng)鍍層機(jī)械咬合力。

  調(diào)節(jié)與活化:通過(guò)調(diào)節(jié)液改變陶瓷表面的電性,再在膠體鈀溶液中處理,讓表面吸附催化活性點(diǎn)。

  化學(xué)銅/化學(xué)鎳沉積:在無(wú)電沉積液中浸泡,利用鈀催化,讓銅或鎳在陶瓷表面自發(fā)沉積,形成連續(xù)導(dǎo)電金屬層。

  電鍍金:有了導(dǎo)電基體后,將工件作為陰極,放入含金離子的電鍍液中通電,即可在表面長(zhǎng)出一定厚度的金層。

  這條路線的特點(diǎn)是:附著力好、適合復(fù)雜形狀、設(shè)備門(mén)檻較低,適合珠寶、表殼等多種小尺寸氧化鋯件。

  2. PVD/真空鍍金:更薄、更均勻的金膜

  另一類思路是采用 PVD(物理氣相沉積)方式,如磁控濺射、蒸發(fā)鍍等,在真空中將金原子“打”到氧化鋯表面。

  優(yōu)點(diǎn):膜層致密、厚度可精確控制,適合做極薄金膜或多層疊加設(shè)計(jì);

  缺點(diǎn):設(shè)備投資大,對(duì)工件裝夾、形狀有一定要求,一般配合批量化生產(chǎn)使用。

  在一些高端電子元件中,還會(huì)通過(guò)在金膜中摻入氧化鋯納米粒子來(lái)增強(qiáng)薄膜強(qiáng)度和耐磨性,使金膜在保持導(dǎo)電與惰性的同時(shí)更加堅(jiān)固。

  3. 電鑄/電成形思路:復(fù)雜造型的另一種可能

  針對(duì)特殊造型、藝術(shù)件,一些工藝會(huì)借鑒**電鑄(electroforming)**的思路:先讓非導(dǎo)電表面金屬化,再通過(guò)電沉積厚鍍金屬層,最后形成具有復(fù)雜形狀的金屬外殼。

  對(duì)于氧化鋯飾品,如果局部需要較厚的金層,或者希望形成立體紋理,可以在已有金屬化基礎(chǔ)上,通過(guò)類似電鑄的方式在局部“加厚”金層,形成更有體積感的金色結(jié)構(gòu)。

  五、氧化鋯鍍金后的性能特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)

  1. 兼具陶瓷硬度與金屬質(zhì)感

  氧化鋯提供高硬度、耐磨損、抗刮花的基礎(chǔ);

  金層帶來(lái)金屬光澤和細(xì)膩觸感;

  相比全金屬件,不容易整體變形,更適合做外觀尺寸穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)件。

  對(duì)于戒指內(nèi)圈、表圈等長(zhǎng)期與皮膚、衣物接觸的位置,合理的鍍金厚度配合氧化鋯硬度,可以延緩刮花和退色的速度。

  2. 更友好的生物相容性和耐腐蝕性

  在口腔和皮膚接觸類產(chǎn)品中,材料的穩(wěn)定性非常重要。

  氧化鋯本身在口腔環(huán)境中穩(wěn)定性好,已被廣泛用于牙冠、基臺(tái)等醫(yī)用產(chǎn)品;

  金層耐腐蝕、不易被口腔或汗液中的離子侵蝕,兩者疊加,整體表現(xiàn)往往優(yōu)于一般鍍金合金件。

  當(dāng)然,具體應(yīng)用仍需要遵循當(dāng)?shù)氐尼t(yī)療和材料法規(guī),但從材料特性上看,這種組合有天然優(yōu)勢(shì)。

  3. 導(dǎo)電、屏蔽等功能拓展

  在部分電子和傳感模塊中,氧化鋯陶瓷用作絕緣支撐,表面的金屬層則用來(lái):

  提供可靠的導(dǎo)電路徑;

  作為焊接、鍵合的接觸面;

  增強(qiáng)局部的抗腐蝕能力和接觸可靠性。

  相比直接使用銅或鎳,金層在濕熱、鹽霧等環(huán)境下更加穩(wěn)定,接觸電阻變化小,適合長(zhǎng)期可靠工作的場(chǎng)合。

  六、工藝控制中的幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)

  1. 表面粗化與附著力

  粗化是整個(gè)流程的“根”,粗糙不足,附著力不夠;粗化過(guò)度,表面會(huì)失去光潔度。

  實(shí)際生產(chǎn)中會(huì)通過(guò):

  調(diào)整酸液配方和溫度;

  控制浸泡時(shí)間;

  配合超聲或攪拌方式

  來(lái)平衡“足夠粗糙度”和“可控表面質(zhì)量”之間的關(guān)系。

  2. 中間金屬層的選擇

  常見(jiàn)的金屬化中間層有化學(xué)銅、化學(xué)鎳等:

  化學(xué)銅:導(dǎo)電性好,適合作為后續(xù)電鍍金的底層;

  化學(xué)鎳:硬度高、耐腐蝕,可在需要時(shí)作為“過(guò)渡層”,提高鍍層整體耐磨性。

  具體采用哪種,通常要根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景、成本和后續(xù)加工要求綜合考慮。

  3. 鍍金厚度與K數(shù)控制

  在首飾和裝飾制品中,金鍍層厚度通常在 0.5–2.5 微米之間,根據(jù)使用頻率、接觸強(qiáng)度不同而調(diào)整。

  日常佩戴、易磨損部位:適當(dāng)加厚,提升壽命;

  觀賞為主、接觸少的部位:可以適度降低厚度控制成本。

  同時(shí),選用 18K、22K、24K 等不同 K 數(shù)金液,還會(huì)帶來(lái)不同的色調(diào)和硬度,在設(shè)計(jì)階段就應(yīng)與品牌定位、色彩風(fēng)格統(tǒng)一規(guī)劃。

  4. 顏色一致性與大貨穩(wěn)定

  對(duì)品牌和大貨生產(chǎn)來(lái)說(shuō),批次間顏色一致性是一個(gè)細(xì)微但核心的指標(biāo):

  鍍液成分的波動(dòng)會(huì)導(dǎo)致色差;

  不同批次氧化鋯基體的白度、光澤也會(huì)對(duì)最終視覺(jué)有細(xì)微影響;

  溫度、電流密度、時(shí)間等參數(shù)都需要標(biāo)準(zhǔn)化記錄和管控。

  這也是為什么成熟廠商通常會(huì)建立自己的“標(biāo)準(zhǔn)色板”和工藝窗口,避免不同批次產(chǎn)品肉眼可見(jiàn)差異。

  七、氧化鋯鍍金適合哪些場(chǎng)景?

  中高端首飾與設(shè)計(jì)師品牌

  追求低敏、輕量、細(xì)膩質(zhì)感;

  設(shè)計(jì)中需要白+金的色彩對(duì)比;

  強(qiáng)調(diào)工藝感、科技感的系列。

  腕表外觀件與高端配飾

  表圈、表殼嵌件、表冠裝飾件;

  高端筆具、眼鏡框、飾品配件等。

  醫(yī)療與口腔修復(fù)相關(guān)配件

  氧化鋯基體帶來(lái)穩(wěn)定性與生物相容性,表面局部鍍金用于標(biāo)識(shí)、裝飾或功能接觸面(在符合法規(guī)的前提下)。

  特種電子與傳感部件

  需要陶瓷絕緣+金屬導(dǎo)電的組合結(jié)構(gòu);

  對(duì)耐腐蝕性和長(zhǎng)期可靠性要求較高的端子、焊盤(pán)、微型連接部件。


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