一般来讲,材料可以分为三大类,分别是:有机材料(主要为高分子材料)、金属材料和无机非金属材料。这三类材料手机外壳都有采用,有意思的是,手机外壳材质几乎代表着手机外壳进化的三个阶段。

大概从手机发明起,其外壳绝大部分采用高分子材料;近几年来,金属外壳手机受到主流市场的认可;现在玻璃、陶瓷外壳手机受到很多关注;那么之后我们该使用什么材质的外壳?手机终端似乎也感到很迷茫。

一、高分子材料
 
聚碳酸酯(PC)聚碳酸酯简称PC,为无色透明、耐热且抗冲击的热塑性树脂。由于其优异的性能和特殊性,现如今已成为五大工程塑料中增长最快的塑料。PC是早期智能手机应用最广的材质,主要是因为1)价格低廉、加工工艺简单,2)表面装饰多彩化,3)早期手机发热要求小等。但随着手机发热问题日益显著以及塑料的“低廉感”,PC逐渐退出了主流手机舞台。

下面列举一些PC外壳经典手机:

图:Iphone 5C


图:诺基亚Lumia 920


图:HTC 8X 


凯夫拉
 
凯夫拉这种材料的名字比较生僻,如果不是高分子及复合材料方向,恐怕很多也不清楚是什么。凯夫拉是美国杜邦研制的一种芳纶纤维材料,它具有密度低、强度高、韧性好、耐高温、易于加工和成型等特点,可用作防弹衣、坦克复合装甲等军工领域。

作为手机机身材料,凯夫拉最大的好处是耐刮。摩托罗拉XT910的背板使用的就是凯夫拉材质。不过,市面上用凯夫拉作为机身材料的品牌较少。可能在美观上面,凯夫拉不太出众。用锤子科技罗永浩的话来说:“凯夫拉来到世间,从头到脚,每一个毛孔都滴着廉价感。”


图:摩托罗拉XT910

 碳纤维
 
碳纤维是一种含碳量在95%以上的高强度、高模量纤维的新型纤维材料。质量比金属铝轻,抗拉强度是钢的7~9倍,并且具有耐腐蚀、高模量的特性,在高端的航空航天到生活中常见的运动器材中其都是重要材料。但由于其是导体,因此碳纤维用在手机外壳上会造成信号屏蔽或衰减,因此其更经常被作为增强材料,加入到其它材质中构成复合材质。 

一位朋友提供的苹果6碳纤维后盖,目前市面上较少,属于高端私人定制,满足少部分人使用,外观和凯夫拉挺相似的。

 木质
 
从理论上来讲,木质本身并不太适合拿来做手机机身,因为其往往不耐磨损,并且可能遭遇虫蛀和细菌繁殖的问题,因此需要在后期对其进行处理。但由于具备一定的原汁原味的气息,赢得部分文艺青年的青睐;由于手机本身就是快速消费品,木质的不耐磨的劣势变得不那么明显了。

图:小米4


图:魅族MX4

图:一加手机

图:摩托罗拉X1

 二、金属材料
 
 不锈钢
 
手机在开始尝试使用金属材料时,不锈钢可能是最先被使用的金属,而大家耳熟能详的是奥氏体304不锈钢。不锈钢应用于手机外壳并不算成功,这是因为其密度较大,强度高引起的加工难度大,以及着色较难(目前主要用PVD着色);因此,手机厂商主要生产不锈钢手机中框,另外双面玻璃/陶瓷手机时代,不锈钢中框也是一个趋势。


图:小米4,不锈钢中框+塑料外壳

 铝合金
 
手机外壳上常用铝合金有:阳极氧化铝和微弧氧化铝合金等,他们材料构成上都是铝合金,但在手机产品上所反映出来的工艺和技术有些许差异。


 1、阳极氧化铝

阳极氧化铝是指在铝制材质或是铝合金表面通过阳极氧化作用镀上一层致密氧化铝。阳极氧化后不仅改善铝的表面硬度问题,而且通过染色工艺达到很多经典颜色。而最具代表性的当属苹果6/6S了。


图:苹果6

图:OPPO R9


2、微弧氧化铝合金

微弧氧化技术英文名叫做mirco arcoxidation,又被称为微等离子体氧化。主要原理为通过电解液与相应点参数的组合,在1万伏特的高压下,通过在铝合金表面依靠弧光放电所采生的瞬间高温高压作用,从而生长出以金属氧化物为主的陶瓷膜层。而经过微弧处理后的外壳也比原有坚固了五倍以上。目前使用此技术的机型有HTC ONE S(2012年),经过近4年的发展,未见有更多手机采用,主要原因可能是表面色彩单一,未得到消费者的喜爱。


图:HTC ONE S


液态金属
 
液态金属的学名为非晶合金,其原子排列不同于一般金属,类似于玻璃一样无规则排列,具有超高强度,耐磨、防划、抗腐蚀等特性。很可惜,液态金属炒了这么久,除了苹果用其制作取卡针,还未见其在手机壳中大规模应用;2015年7月开始预购的图灵手机到现在出货量也不太多。

图:图灵手机


下面放一张正面图,说句心里话,不太好看,愿意为此买单的人应该不多。

 钛合金
 
钛金属具备抗磨、抗腐蚀性,而强度方面更是金属之最,更有抗高温抵低温的作用。苹果公司 2001 年曾有钛合金的 Titanium PowerBook G4,除此以外后来再没有钛合金的材质的产品。主要原因是钛合金的材料成本过高,1mmx1Mx2M钛合金板材价格为13000元,按质量换算约为9.02千克,也就是说,钛合金价格约144万元每吨,也就是说,光制造一个外壳,不计算加工成本,原料成本已经是6061铝(3万元每吨(进口))的48倍!


图:Titanium PowerBook G4,外观上看和铝合金差别不大

  三、无机非金属材料
2D/2.5D玻璃玻璃是当前第三大广泛应用于移动设备的材料。相比金属与塑料,玻璃的硬度是最好的,热导率处于两者之间,但比塑料更具通透感,但缺点在于易碎和弹性有限,因此采用玻璃材质的手机往往更加脆弱,之前几乎都是平面设计,后面开始流行2.5D玻璃。


图:苹果4S,2D玻璃后盖


图:锤子T2,2.5D玻璃后盖

 3D玻璃
 
现在数码产品使用的玻璃盖板分为:2D玻璃,2.5D玻璃,还有3D玻璃。2D玻璃就是普通的纯平面玻璃,没有任何弧形设计;2.5D玻璃则为中间是平面的,但边缘是弧形设计;而3D屏幕,无论是中间还是边缘都采用弧形设计。


3D玻璃具有强烈的立体感、手机显示面积大幅增加、更对称/更具美感及更好的握感度、杜绝金属后盖的白带等特点。采用3D玻璃后盖的有三星S6、三星S7、小米note、小米5等。

图:三星 S6



图:小米Note 2


2D/3D陶瓷
 
陶瓷材料大多是氧化物、氮化物、硼化物和碳化物等。常见的陶瓷材料有粘土、氧化铝、高岭土等。20世纪90年代,陶瓷研究进入第三个阶段--纳米陶瓷阶段。


所谓纳米陶瓷,是指显微结构中的物相就有纳米级尺度的陶瓷材料。它包括晶粒尺寸、晶界宽度、第二相分布、气孔尺寸、缺陷尺寸等均在纳米量级的尺度上。纳米陶瓷将陶瓷赋予了前所未有的特性,材料的强度、韧性和超塑性大大提高,另外还可能产生一些先进陶瓷所不具备的特性。由此,人们尝试使用纳米陶瓷制造手机2D/3D陶瓷后盖。

图:一加X高配版


图:小米5尊享版


图:小米MIX全陶瓷机身
 
 
 
 
来源:1号机器人

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