塑料、金属、玻璃陶瓷中谁才是手机结构材料的最强王者?

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塑料、金属、玻璃陶瓷中谁才是手机结构材料的最强王者?

2024-05-30 09:01| 来源: 网络整理| 查看: 265

塑料材质

使用情况:

主要在智能手机早期(2014年以前)使用较多,特别是三星手机,三星当时几乎就是塑料机的代名词,如Galaxy S至S5、Note至Note 3都是采用了塑料后盖。14年以后塑料材质后盖淡出高端机市场,2019年塑料材质又逐渐被应用在高端机上,如2019年底华为推出的Mate30素皮系列、以及2020年初OPPO推出的FindX2 Pro。

优势:

1.制备技术(注塑成型工艺)十分成熟,易制造出形状复杂的后盖,留给手机外观的设计空间就十分丰富(这对无机非金属材料是很难实现的),其外原料成本低,塑料后盖的使用极大降低手机生产成本。

2.塑料表面可采用喷涂工艺,且颜料与塑料后盖的结合力强(这是是金属材料所不能达到的),这给手机的颜色设计带来很多可能性;

3.塑料可以制作成具有皮革质感的材质(即纤维织物加上PVC),能够极大的提升塑料后盖的质感,给人一种尊贵感,解决了单纯塑料后盖低廉质感的问题(15年LG G4,三星Note4);

4.塑料的密度较小,如用在手机后盖的聚碳酸酯大概在~1.2 g/cm3附近(这是金属和无机非金属材料难以比拟的,如铝合金密度在2.5 g/cm3以上,氧化钇增韧氧化锆密度大概在3.0 g/cm3以上,大猩猩玻璃5代为2.43 g/cm3),满足当下用户对于手机轻盈度的需求;

5.机械强度以及韧性好,抗摔性能优异;

6.塑料还具有一个最大的技术优势,即其不会干扰(屏蔽)电磁波,因此各种基于无线技术(NFC、红外遥控、无线充电、通信等)的手机功能不会受塑料后盖影响。

缺点:

1.塑料后盖最大的不足便是较差的硬度和刚度,即抗刮抗划痕能力和抗变形能力,难以达到保护手机的效果,如早期手机使用有机玻璃作为屏幕,抗刮能力特别差;

2.塑料的导热系数较差,如PVC的导热系数为0.18 W/m*K(与同样不会干扰信号的无机材料相比差了一个量级),而目前随着5G手机的普及,这种高频段信号的手机功耗会增大,散热问题是一个必须要考虑的问题,虽然目前采用了石墨散热以及均热版散热的技术去解决这一问题,但塑料的差导热系数会在一定程度上限制其发展;

3.塑料材质长期使用会老化,严重影响其表面质感与视觉效果。

金 属

使用情况:

智能手机时代,苹果公司是最早(2012)将金属(阳极氧化氧化铝)用作iPhone 5手机(一直延续到iPhone 7)盖板的,随后刮起了一股热潮,在12年到16年四年间大量手机公司如华为、OPPO、vivo等都选择了此方案,近年来此方案已被摒弃;但是尽管如今手机朝着全面屏的趋势发展,仍然会选择金属作为结构边框,如早期的iPhone 4的不锈钢边框,以及小米概念手机Mix Alpha的钛合金边框屏。

优势:

1.金属的优异的机械性能是选择金属作为手机结构材质的重要原因,其高韧性是玻璃和陶瓷远不能及,其硬度和刚度又是塑料所达不到的,可以说金属是刚与柔的结合产物,因此金属在手机结构框架中不可或缺;

2.铝合金这种金属除了机械性能优异,其密度也很轻,在保证手机抗外力的前提下能够做到足够的轻薄,如第一代金属后盖手机iPhone 5薄仅7.6毫米,仅重112g,比iPhone 4S薄18﹪,轻20﹪,且经过阳极氧化处理的铝合金表面形成致密的氧化铝薄膜,机械性能还能得到提升;

3.金属的加工工艺目前已经发展的十分成熟,且金属本身的可机加性十分优异,使得生产成本极大降低且赋予金属外形无限的可能性;其次丰富的表面处理手段(如阳极氧化、电镀、微弧氧化、喷涂)可加工出高档、美观的金属后盖。

缺点

1.金属材料最大的劣势便是其会对电磁信号产生干扰甚至屏蔽,这一点给无线技术带来了极大的挑战,以苹果为代表的金属后盖手机采取三段式的背部设计来解决信号传输问题,然而这种设计使手机背部整体性大打折扣;

2.金属本身不容易着色的原因导致的,加上日常使用的磨损,加速掉色现象,如第一代的金属手机iPhone5就出现了严重的掉色问题。

玻璃以及陶瓷

使用情况:

最早使用玻璃作为后盖板的正是



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