玩手机最让人担心的事情,第一名不是没电

百科   2024-12-25 12:11   北京  


对很多人来说,拆封一部新手机,就必须经历一场“脱敏训练”:总要经历过几次磕碰跌落事故,留下几道划痕沟壑,经历几次心碎,才能从最初的大惊小怪、火速送修,进化为处变不惊、心如止水。最初完美无瑕的手机,终将学会“带伤工作”,甚至在粗心的主人手中变成“战损风”。


而即便没有外伤,手机在经年累月的使用中,外壳也可能逐渐暗淡失色、掉漆。初见时惊艳的科技感不见了,反而滋生出几分廉价感、油腻感。


究竟什么材质的手机,能对强迫症患者更友好一些?一直以来,通过选用适配的材料提升手机的耐用性和美观度,都是厂商们孜孜以求的研发重点之一。可以说,手机的发展史,同样是一部材料的进化与创新史。


近些年,手机材料发生了哪些变化、有哪些革新?作为消费者,购买什么样的手机更耐用?



主流旗舰机,正在向“钛”看



在前智能手机时代,轻便的塑料是厂商们的不二之选。那些如今看来颇有 y2k 风格的塑料手机外壳,伴随着翻盖滑盖、呼吸灯、水果忍者、汤姆猫等一路走来,已成为不少人的青春回忆。


塑料虽然轻便,但也时常被认为“没质感”“廉价”。于是,手机厂商们开始在定位高端的旗舰机型中采用金属、玻璃等更有分量的材料,在提升质感的同时,也增加手机的耐用度。玻璃外壳与金属边框的组合,更是一度被视为优雅的代表,至今仍是一些主流旗舰的选择。


如果说低端机型是为了占据更多的市场份额,那么各大厂商的旗舰机则总被寄予探索新高度的厚望,更有“未来时”的意味。从旗舰机的材料使用,或可一窥手机材料的风往哪里吹。


目前智能手机的机身大多为“三明治结构”,由屏幕 - 中框 - 后盖三层构成。我们盘点了 2013 年至今四个主流手机品牌所推出的旗舰机型的中框用材,可以看出,在 2023 年之前,铝合金与不锈钢占据主流,塑料材质在旗舰机中逐渐销声匿迹。



而 2023 年开始,钛合金正在近两年成为大厂旗舰机型的宠儿。


以华为最新推出的 HUAWEI Mate 70 Pro+ 旗舰手机为例,就首创全新“高亮钛玄武机身”,其中使用的航天级钛铝复合技术,是业界首次在手机应用航天级工艺。钛铝复合材质赋予机身超高硬度和良好韧性,抗冲击性能显著优于传统的铝合金和玻璃材质。


而随着今年折叠屏的流行,强度高、韧性大、质量轻的钛合金也成为折叠屏卷轴器件的热门材料,让厂商们对于折叠屏轻薄、柔韧的构想得以落地。



钛合金,材料界的“当红炸子鸡”



钛为什么能在越来越卷的 3C 领域杀出重围,获得越来越高的存在感?这得从钛合金的“一身绝活”说起。


钛作为一种 20 世纪 50 年代发展起来的重要结构金属,此前,因其轻质、强度高、抗腐蚀性强等特性,已经被广泛应用于航天、医疗、高端运动装备等领域。据罗兰贝格数据,2022 年,全球 46% 的钛材被用于航天领域,满足着火箭发动机、人造卫星壳体、宇宙飞船船舱等“高端需求”。


从国内的消费结构来看,钛在航空航天领域的用量仅占 19.6% 。上到航空航天,下到海洋钻探,大到核电设备,小到心脏支架,都有钛的身影。



而钛合金能被手机厂商们相中,取代已经广泛使用了近十年的铝合金,成为 3C 圈的“当红炸子鸡”,是因其本身的物理特性,仿佛现代智能手机的“天选材料”。


在铝、锌、镁、钛四种常见合金中,钛合金的硬度和抗拉强度都明显优于其他三种。钛合金的硬度能达到铝合金的约三倍,如 HUAWEI Mate 70 Pro+ 在革新了中框用材之后,相较于上代使用铝合金的 Mate 60 Pro+ ,耐摔能力提升一倍以上,耐磨能力提升 5 倍以上


钛合金的密度在四种合金中不算小,但与强度相当的高强钢相比,密度几乎只有其二分之一。铝合金比钛合金密度更小,因此,如果将钛和铝这两种金属结合,边框采用高强度的钛合金,中板采用更轻质的铝合金,让手机在可靠、耐用的同时,达到轻量化的效果。



此外,钛合金熔点高、耐腐蚀性强、导热性能好、高低温性能好等优点,也能为 3C 设备增加更多性能,让从前“脆弱”的机身更多了一层保护,抵抗极端环境和意外损害。


但钛目前在手机的应用并不是没有缺点。首先,钛合金价格昂贵,远高于铝合金和铁合金,因此现阶段,只在手机厂商的旗舰机型中使用较多。


钛合金的价格高昂,也和加工性能较差有关:高纯度的钛金属材料,往往硬度不够,无法有效保护机身;而若使用硬度更高的钛合金,则在切削加工、成形、焊接、抛光等环节工艺难度很大,不仅耗时耗财,成品率还低。


受到工艺限制,我们可以看到,业内使用钛合金的机身虽然可靠性大大提升,但在观赏性层面仍有所欠缺表面大多不够精致好看。


因此,业界呼唤着一种更价廉、好用,最好还能好看的钛合金材料。



高亮钛,好用更好看



钛合金作为一种特殊的合金材料,虽然在航天航空等领域大展拳脚,但一度量产困难。


2017 年,华为金属材料专家黄礼忠偶然从一条航空航天相关的视频中获得灵感,其中提及的复合技术,他认为也能运用于钛铝复合材料的制备中。


查文献、做试验、做测试、做各种对比验证,迭代寻找最佳材料配方及其复合制备工艺参数……经过不懈的研究验证,2017 年,黄礼忠团队的钛铝复合材料方案终于论证成功,并申请了国家发明专利。



钛铝复合材料方案到了可商用的状态,但如何将其运用于产品之中,依然需要进一步探索。其中的关键,是如何进一步提升钛铝界面结合强度。


华为的产品材料专家朱旭瞄准了航天领域的“热等静压”技术。他带领着团队,一遍遍实验、烧结。一块又一块崩断的胚体,见证了产品专家们在混沌中不断试错、寻找光亮的过程。


最终,在一片质疑声中,朱旭通过看似违反常识的“主动放宽缝隙”方法,使用热等静压工艺,制备出了高可靠的钛铝复合材料。在 520°C 高温和 120 MPa 的高压之下,钛与铝两种金属稳定结合。


这些材料专家的“心血”凝结成果,都被运用于 HUAWEI Mate 70 Pro+ 中,其航天级钛铝复合技术,是业界首次在手机上应用航天工艺。


HUAWEI Mate70 Pro+ ,采用高亮钛玄武机身。中框外部采用高强度钛合金,极大提升了机身的耐用度,内部则使用轻质导热铝合金,耐用又轻巧,更好操作。



除了好用,HUAWEI Mate 70 Pro+ 还十分“好看”:机身侧面,高亮钛中框折射的光芒让人难以忽视。


在过去,钛合金总以哑光的形式出现。为了让产品更加精致,同时解决普通边框长时间使用产生的划伤问题,朱旭和团队借鉴了珠宝行业技术,采用 18 道珠宝级抛光工艺,对中框表面擦拭收光,结合自动化擦拭设备,去除钛表面的不可见脏污,提高 PVD(Physical Vapor Deposition,物理气相沉积 )的膜层附着力,从而打造了兼顾亮度和涂层可靠性的高亮中框效果。



相比哑光钛,其光泽度提升 3.5 倍,精致耐看,自带一缕莹白的光芒。团队内部将高亮钛中框取名为“茉莉花”,既是骄傲,也是欣赏。


在钛合金材料上的孜孜以求,只是华为对品质和细节极致追求的一个缩影。“以质取胜”是华为公司持续生存与发展的基石。


在未来,华为将持续与行业共同进步,攻关克难,精益求精,持续打造创新的高质量工艺技术,为用户提供更好的产品体验。



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