走進手機陶瓷的藝術(shù)。小米mix2材料解析

要說手機界最會造詞的,大家第一個想到的恐怕不是蘋果索尼,而是小米。從奧氏體重新定義不銹鋼,到溫潤如玉的陶瓷全面屏。小米這7年,簡直走出了一個工業(yè)史。
我們今天就來好好聊聊陶瓷的那些事。
上一期我們留了一個問題,自然界最堅硬的物質(zhì)是什么。多數(shù)小伙伴都回答金剛石。還有些回答不可描述。自然界應(yīng)該是六方金剛石最硬。大概是金剛石的1.58倍。而舍利子類似六方晶系隕石鉆石。

其實人工還有更堅固的東西,叫做聚合鉆石納米棒。可以用來打磨鉆石。一聽就知道這玩意也是用碳做的。強度大的物質(zhì)往往是碳鍵。不是太監(jiān),是碳鍵。包括石墨烯。不過石墨烯是強度最大,不是硬度。聚合鉆石納米棒由德國研發(fā),對“布基球”進行了2200攝氏度,200個大氣壓加壓完成。聽起來好像碳納米管一樣就能粗能細,能長能短,能伸能縮。實際上是由納米棒互鎖形成的。


其實自然界還有硬度是聚合鉆石納米棒2倍的東西,能夠切割聚鉆棒。它叫做自然陶瓷。是海螺貝殼礦石之類的東西,在深海中被加壓煅燒而成。但其實生成的石灰比較多,而且深海是人類無法涉足的領(lǐng)域,資料很少。我們姑且認為是傳說中的one piece吧。正常來說,自然界最硬的是金剛石,人造的是聚合鉆石納米棒。
說到這里大家可能就開始糊涂了,陶瓷到底是什么呢?


我們大眾認知的陶瓷應(yīng)該是china,也就是陶瓷器。原料是土。其實還有很多名字有陶瓷的東西。
工業(yè)上說的陶瓷一般是精密陶瓷,做法就是以熱固性塑料(如硅酮樹脂)為黏合劑,按一定比例加入陶瓷粉料,混勻后用注塑機成型或流延法成型。然后,高溫?zé)Y(jié)完成。尺寸形狀可以非常精密完美,誤差很小。它的用途非常的多,但是成分不固定??梢蕴砑痈鞣N東西。比如氧化鋁陶瓷,氮化硅陶瓷,貴金屬陶瓷比如鈦和銥,還有等等。對,我張嘴說不出來的都是等等。成分不同,顏色和特性會有差別。老板能不能說人話。就是跟陶瓷器完全不一樣。知道這個就行啦。記那么清楚也沒用,還是找不到女朋友。


而小米用的是氧化鋯陶瓷。這種東西是純白色的。必須很純才能是潔白無瑕。所以白色mix太少了。摻其他東西就可以變色。比如我這個刀子,還有mix2黑色。
做法是先提純粉體,然后干壓成型當(dāng)然也可以等靜壓成型、注漿成型、熱壓鑄成型、流延成型、注射成型、塑性擠壓成型、膠態(tài)凝固成型,額,等等。最常見的是注塑和干壓成型。燒結(jié)方法主要有無壓和熱壓。額,又聽不懂了吧,直接略過,我們直接說mix2吧。

Mix2是先用粉體干壓成型,然后燒結(jié)。最后打磨拋光。雷軍說是兩層樓的設(shè)備做的,我雖然沒看見,但是應(yīng)該差不多。拿自然陶瓷生成的條件打折也得這么復(fù)雜。為什么用干壓呢。因為機身是一個凹型的,如果跟金屬一樣削削削,挖挖挖,沒開始弄就碎了。注漿要求溫度太高,容易出現(xiàn)變形和雜質(zhì)不均勻等意外。這么大的機身要流水線生產(chǎn)就只能選干壓。當(dāng)然這也很難。具體細節(jié)很復(fù)雜,這不是生產(chǎn)車間上課,就不再展開了。而傳統(tǒng)的陶瓷手機是用的青花瓷。我們下期再說。
氧化鋯陶瓷理論密度是5.89g/cm3,熔點為2715℃。拿在手里會覺得比較沉。莫氏硬度大概是9。多,有增韌的工藝會有差異。在莫氏硬度表中僅次于金剛石,大于剛玉和石英,也就是我們說的沙子。大猩猩玻璃的莫氏硬度也就是7。主要是加強防摔的。藍寶石玻璃也就是人工合成藍寶石是9。所以日常中,沙子可以磨損玻璃,但是無法磨損藍寶石和陶瓷。能磨損氧化鋯陶瓷的還真不好見。
但是這里有兩個關(guān)鍵點。豎起耳朵了,這兩個熱知識是裝x撩妹利器。第一,我們看到的劃痕,一般是鍍膜劃痕,不是玻璃或陶瓷劃痕。鍍膜的硬度可沒有9.往沙灘一丟就可能磨花。修復(fù)鍍膜很麻煩,我們之前講過。所以你還是要呵護它。第二,硬度是物理特性。分相對硬度(即刻劃硬度)、絕對硬度(即壓入硬度)。
還有脆性:材料在外力作用(拉伸、沖擊等)下僅產(chǎn)生很小的變形即斷裂破碎的性質(zhì)。不是硬的物質(zhì)強度就一定大。
尖的陶瓷可以磨損光滑的陶瓷。水滴都能石穿。只是難度問題。所以硬的陶瓷不代表不會出現(xiàn)痕跡。

我以前寫小說,還有人跟我討論金剛石能不能做劍。金剛石錘子一砸就碎。也就是脆性大。耐磨不耐撞。雖然熔點極高能有4000度,但是遇到明火就點燃了。變成蝴蝶飛走了。額不是,變成二氧化碳吹走了。
所以如果你送未婚妻鉆戒,看見她做個飯都戴著臭美,趕緊沖上去就是一個大耳,額,當(dāng)然是大大的擁抱。當(dāng)然女孩子收到鉆戒也可以用明火來驗證是不是真的。煤氣火焰能達到1800度,空氣中超過850度就能點燃鉆石。點不著的是水鉆。也就是水晶。跟沙子的組成差不多。這玩意便宜的多,施華洛世奇一把一把的。融化了那是有機塑料。當(dāng)然燒沒了別找我啊,上帝會證明你們堅貞不渝的愛情。我趕緊溜了。額不對,還不能溜。

總結(jié)一下。氧化鋯陶瓷硬度高,所以耐磨,脆度高所以不耐摔。還有折射率和熱傳導(dǎo)性。氧化鋯陶瓷的折射光沒有那么強,所以看起來溫潤如玉。而且比熱,導(dǎo)熱都小,是隔熱材料。冬天不涼,夏天不燙。當(dāng)然一體陶瓷機身的散熱差也不是好事。金屬邊框反而對散熱更好。
到這里,我們就把氧化鋯陶瓷說清楚了。如果你不能倒背如流的話,自覺右上角點贊并收藏,說不定哪天用得著再拿出來看看。鑒別一下鉆石什么的。
下期我們接著來說說china,陶瓷器。

