小米5自发布以来,其机身采用微晶锆纳米3D陶瓷(以下简称“微晶锆陶瓷”)材料的相关报道在材料圈儿不绝于耳。那么小米5的微晶锆陶瓷用作手机机身有哪些优点呢?网上对微晶锆陶瓷的优势也做了大汇总:
材料本身的性能确实决定了产品的性能,但是从材料到成品的加工过程对产品的品质也起着至关重要的影响,材料,工艺二者是紧密关联的。
在小米5还未发布之前,雷布斯对其微晶锆陶瓷机身就充满了期待,也将其列入“十项黑科技”之列。雷布斯宣称,微晶锆陶瓷机身的加工难度非常高,采用微晶锆纳米陶瓷共需花费16道工序,制备难度高、成本昂贵,让陶瓷尊享版的成品率非常低。相比玻璃材质,小米5这种全新的材质的成本比玻璃高出了75%,并且高达8莫氏硬度,坚固耐磨。
那么,小米5的微晶锆陶瓷材料是怎么制成的,这16道工艺又是怎样的过程。据爆料,此次小米5的微晶锆陶瓷机身来自潮州三环的整套工艺。了解一下小米5机身的的制作过程吧。
一、微晶锆粉体的制备
将上游原料锆英砂进行高温溶解并提纯,成产出高纯度的锆盐。
高纯氧化锆粉体
二、微晶锆陶瓷机身的16道工序精工制造
1. 流延和冲压成型
小米5的陶瓷机身采用的是流延和冲压成型的工艺。首先将制备好的高纯度锆盐粉料与粘结剂、增塑剂、分散剂、溶剂混合制成具有一定黏度的料浆,料浆从料斗流下,被刮刀以一定厚度刮压涂敷在专用基带上,经干燥、固化后从上剥下成为生坯带的薄膜,然后根据机身设计的尺寸和形状对生坯带作冲切、层合等加工处理,制成待烧结的机身毛坯成品。
流延成型工艺示意图
2. 排胶烧结
高性能陶瓷材料要经过高温烧结才能形成致密瓷体。小米5的陶瓷机身成型采用的是湿法成型工艺。成型采用的浆料中通常加入了胶黏剂、增塑剂、分散剂和溶剂。在陶瓷的烧结过程中,需要在加热的炉子里排出这些碳氢化合物。排胶是为了避免陶瓷在高温烧结(小米5采用1500℃烧结而成)过程中出现气孔、裂纹,影响陶瓷的结构和性能。
陶瓷烧结的方法有很多种,热压烧结是常用的烧结方法之一。采用热压烧结有利于坯件的致密化,可获得几乎无孔隙的制品。热压烧结的缺点是生产率低,成本高。小编在此处猜测小米5的陶瓷机身应该采用的是热压烧结的工艺。
陶瓷部件排胶烧结设备
3. 真空发黑
真空发黑工艺的目的是为了在高真空环境下短时升温至1500℃,对炉内物件熔融对接。
4. 定型加工
通过该工艺得到了陶瓷机身的毛坯件。
5. 抛光
抛光是利用机械、化学或电化学的作用,使工件表面粗糙度降低,以获得光亮、平整表面的加工方法。小米5的陶瓷机身抛光流程分为正面抛光和外弧抛光,分别对机身的平面和手机外框进行打磨抛光。经过313分钟、千万转的循环研磨,机身光滑平整,色泽圆润,具有较高的折光率和较强的色散,拥有良好的即视效果。
氧化锆材质本身的问题。因为氧化锆陶瓷在不同温度环境下,材料本身结构会发生对应的变化,因此我们在研磨加工过程中必须做好降温工作,避免因为温度导致材质发生改变,而导致抛光结果不完美。机身抛光加工属于高精度加工,对于机器设备以及耗材要求也比较高。小编认为,机身在研磨抛光的过程中,需要经过粗抛、半精抛、精抛等多次抛光的流程。通常使用适量的铜盘或者铁盘,并以陶瓷板作为抛光纸,使用陶瓷镜面抛光机进行加工。
6. 激光打孔
激光聚焦光斑可以会聚到波长量级,在很小的区域内集中很高的能量,特别适合于加工微细深孔,最小孔径只有几微米,孔深和孔径比可大于50。激光打孔用于陶瓷机身的部位主要是外壳听筒及天线打孔、耳机打孔等部位,具有效率高、成本低、变形小、适用范围广等优点。
7. CNC加工
CNC主要适用于金属及复合材料的加工,有些硬度非常高的材料,如陶瓷的CNC加工使用的刀具材料硬度必须比加工工件的材料硬度要高。小米5机身的CNC工艺主要是用于机身的修整处理。采用CNC精细加工处理使小米5的机身曲线更加柔和,观感更舒适。
8. 镭雕工艺
镭雕是表面处理的一种工艺,和网印,移印相似,都是在产品上印字或者图案。与网印、移印相比,镭雕有标记速度快,图像标记美观,分辨率高,永不磨损,范围广泛,精确度高,防伪性强等优点。小米5的机身上的logo采用的是镭雕工艺。
9. 防指纹镀膜
防指纹膜一般是高密合性氟化物,这种材料可以减少污渍指纹的附着,拒水拒油。小米5的防指纹膜采用的是真空镀膜工艺。该工艺是一种由物理方法产生的薄膜材料的技术。在真空室内材料的原子从加热源离析出来打到被镀物体的表面上。