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手機外殼用的塑膠材料

科技 更新时间:2025-02-12 23:15:36
ABS工程塑料

ABS工程塑料大家一定都很了解,目前低端的功能手機及廉價的智能手機産品機身還是以這種塑料材質為主。

手機外殼用的塑膠材料(關于手機外殼材料)1

這種材料的綜合性能較好,具有成本低、耐熱性能優良、阻燃性較好的優勢。工程塑料雖然很久前就已被用作手機外殼材質,但是它隻是經過簡單加工而成,無法滿足現在消費者崇尚美感的心理,後期加入了鋼琴烤漆工藝,還有類膚質塗層,這就給手機在外觀上提升了質感,拿在手上也感覺很有檔次。

ABS工程塑料的缺點也比較明顯:密度較大、質量較重,而且塑料本身的導熱性能較差。這樣的缺點顯然不能滿足更注重移動性、輕巧性的數碼産品的需要。在這種訴求下,廠商們引入了質量更輕、散熱性更優秀的鋁鎂合金材質。

聚碳酸酯

手機外殼用的塑膠材料(關于手機外殼材料)2

雖然我肯定諾基亞N9絕對不是第一款采用聚碳酸酯材質作為外殼的手機,但是其絕對是将這種材料最為發揚光大的手機。采用無按鍵設計的諾基亞N9充分利用聚碳酸酯的可塑性,完整的一體式機身設計讓人贊歎,多彩的外殼更是打破了一般智能手機隻有黑白兩色的傳統設計,為以後的WindowsPhone産品打下基礎。

聚碳酸酯這個拗口的名字聽起來有些深奧,但是說到底其也就是一種無色透明的無定性熱塑性材料。其名稱來源于其内部的CO3基團,具有無色透明、耐熱、抗沖擊和阻燃等特點。而諾基亞N9針對聚碳酸酯的不耐磨特性,采用了“本身着色”,即便将手機外殼剖開,中間也還是這樣的顔色,這就克服了一般塑料或金屬材質怕掉漆或磨損的問題。很顯然,N9的外殼材質采用是相當成功,牢固且輕便的聚碳酸酯受到了智能手機的寵愛。

凱芙拉

手機外殼用的塑膠材料(關于手機外殼材料)3

除了碳纖維外,還有另一種高性能纖維也在漸漸走進我們的生活,那就是凱芙拉纖維。談到“凱芙拉”,相信不少軍事愛好者都為之一振!沒錯,就是用到防彈衣上的凱芙拉纖維!

凱芙拉的英文原名“Kevlar”,也譯作凱芙拉,是美國杜邦(Dupont)公司研制的一種芳綸纖維材料的商品名稱,材料原名叫“聚對苯二甲酰對苯二胺”。在上世紀60年代,美國杜邦公司研制出一種新型芳綸纖維複合材料----芳綸1414,此芳綸複合材料在1972年正式實現商品化并将商品名起為Kevlar(凱芙拉)。

凱夫拉纖維最大的特性是具有極高的強度,約為22克力/旦尼爾,該強度是相同重量鋼絲的五倍以上,是高強工業尼龍、滌綸、玻璃纖維的兩倍以上。凱夫拉纖維具有異乎尋常的高初始模量,其值為476克力/旦尼爾,是玻璃長絲或鋼絲的兩倍,是工業滌綸絲的四倍,是工業尼龍絲的九倍。同時凱夫拉纖維的熱性能極佳,熱穩定性好,在260℃的環境下仍能保持較高的強度,且具有良好的絕緣性和抗腐蝕性,因而赢得“合成鋼絲”的美譽。另外由于凱芙拉纖維的比重小,所以十分的輕便。因為其特殊的性質,所以在軍事中有着巨大的作用,并普遍運用在裝甲車、坦克車的反導塗層。目前随着科技的發展,這款凱芙拉纖維也開始在民用範圍内進行使用。

不過,除了摩托羅拉之外,基本上沒有其他廠商采用凱芙拉材質作為手機外殼,隻有摩托羅拉對凱芙拉材質樂此不疲。

摩托羅拉經典的刀鋒XT912手機,就采用了凱芙拉纖維。凱芙拉的材質除了擁有良好的手感、可以防滑之外,還有“避水”的效果。由于機身擁有納米防水濺塗層,可以看見滴在上面的水會在塗層上均勻散開,很快從邊緣滑落。由于凱芙拉的纖維一般是在370℃的條件下開始才開始溶解,所以就注定了凱芙拉的易散熱能力。

碳纖維

它是一種質輕而堅固的新材料,一款采用普通ABS工程塑料材質的手機售價大約在300元左右,而如果換成碳纖維材質的話則可賣到萬元以上的高價。

碳纖維是含碳量高于90%的無機高分子纖維(如果含碳量高于99%,我們一般稱之為石墨纖維)。其軸向強度和模量高,比熱及導電性介于非金屬和金屬之間,除了具有熱膨脹系數小、耐腐蝕性好、纖維的密度低、X射線透過性好等優點外,最突出的優點就是高強度,如碳纖維與環氧樹脂複合的材料,其強度就比鋼大數倍。

碳纖維材料以其獨特、卓越的理化性能,廣泛應用在火箭、導彈和高速飛行器等航空航天業,是發展國防軍工與國民經濟的重要戰略物資。例如采用碳纖維與塑料制成的複合材料制造的汽車、飛機、衛星、火箭等宇宙飛行器,不但推力大,噪音小,而且由于其質量較輕,所以動力消耗少,可節約大量燃料。碳纖維最經典的應用是F1賽事上的邁凱輪MP4-12C超級跑車。邁凱輪MP4-12C除了車身部分外,單體式駕駛艙及底盤部分均以碳纖維制造,既保證了輕量化,又足夠堅固和耐用。正是碳纖維擁有如此神奇的特性,讓手機廠商看到了新的希望。碳纖維與手機的第一次“相親”發生就是諾基亞VERTU Ascent Ti 這款萬元級手機。

手機外殼用的塑膠材料(關于手機外殼材料)4

碳纖維材質雖然既擁有鋁鎂合金高雅堅固的特性,又有ABS工程塑料的高可塑性,不過成本較高,外觀成型和着色比較難,因此目前也隻有在VERTU Ascent Ti上定制機上看到。

康甯大猩猩

手機外殼用的塑膠材料(關于手機外殼材料)5

雖然說康甯大猩猩玻璃的堅固程度讓人咋舌,但是将手機的前後外殼都采用玻璃材質,還是需要相當大的勇氣。蘋果是第一個吃螃蟹的,不過事實也證明蘋果成功了。雖然iPhone 4和iPhone 4S是那麼的脆弱,但是其美麗程度還是遠在很多手機之上,這多少還是歸功于背面那塊一體式的玻璃了。以至于有很多呼聲,希望蘋果能出一款4s的複刻版!

康甯大猩猩玻璃具有光滑和耐刮擦的特點,因此在很多媒體評測和用戶使用中都喜歡用金屬硬物去進行劃刮實驗,但往往因為康甯大猩猩玻璃的硬度超過了普通金屬而顯得無所畏懼。但事實來說,康甯大猩猩玻璃的耐沖擊度較差,即使抗沖擊能力并不強大,不小心跌落的情況下也很可能會碎裂。

除了蘋果iPhone之外,目前比較有名采用雙面玻璃設計的手機是索尼XPERIA Z和Google Nexus 4。雖然索尼XPERIA Z号稱是三防智能手機,但是其背面玻璃材質依然不耐劃也不耐摔。而NEXUS 4的漸變方陣玻璃雖然非常漂亮,但因為該後蓋産能有限,也拖累了NEXUS 4的出貨速度,經常造成市場的空缺。

鋁鎂合金材質

鋁鎂合金材質最大的優點就是散熱好。鋁鎂合金一般主要元素是鋁,再摻入少量的鎂或是其它的金屬材料來加強其硬度。說到鋁鎂合金外殼手機就不能不提摩托羅拉V3。當時它号稱采用了航空級鋁鎂合金(雖然在聽筒等部位使用了塑料),所以V3獲得了普通塑料無法實現的優異質感。

手機外殼用的塑膠材料(關于手機外殼材料)6

金屬外殼覆蓋機身,還可以有效地減少意外撞擊對手機産生的損害。從事實上也驗證了,采用金屬材質做外殼的手機的抗沖擊能力的确高于普通材質手機。并且鋁鎂合金的散熱性遠優于塑料材料,能将智能型手機内應用處理芯片在高負荷運作時産生的大量熱量及時傳導至外界。

不過鎂鋁合金也有一點缺點,比如不是很耐磨,而且噴過漆的産品容易出現劃痕、掉漆等情況。針對鋁鎂合金不是耐磨的缺點,廠商均紛紛在加工工藝上想招。其中最初就是采用陽極氧化鋁技術。

陽極氧化鋁是指在鋁制材質或是鋁合金表面鍍上一層緻密氧化鋁,其化學性質和氧化鋁相似,經過此工藝後可以防止鋁合金或是鋁制品進一步出現氧化,擁有良好的耐熱性和耐磨性,所以你絕對可以抛去外殼和保護套直接使用。而且陽極氧化鋁可以通過電解着色進行染色,讓手機外殼更缤紛多彩。

不過在陽極氧化鋁的生産過程中,陽極效應發生時的反應會造成鋁液的嚴重流失,同時電解時産生的氟化鋁還會大量揮發。陽極效應還會産PFCs氣體,對大氣臭氧造成破壞性作用,所以這一技術在環保方面非常差勁,不支持綠色低碳理念。所以說大規模進行生産是不現實的,這時廠商們又想到了微弧氧化技術。

微弧氧化技術英文名叫做“mirco arc oxidation”,又被稱為微等離子體氧化。主要原理為通過電解液與相應點參數的組合,在1萬伏特的高壓下,通過在鋁合金表面依靠弧光放電所采生的瞬間高溫高壓作用,從而生長出以金屬氧化物為主的陶瓷膜層。而進過微弧處理後的外殼也比原來堅固了五倍以上,而這樣的技術也讓金屬機身更加堅固。

除了擁有遠超普通塑料材質的硬度外,鋁合金材料還十分容易上色,簡直是高端智能手機最為理想的搭配。但是鋁合金材料對手機信号的幹擾也是十分明顯,因此很多鋁合金外殼手機,都留有相當的塑料材質部分來安置手機的天線。另外,一般智能手機的鋁合金材料外殼都比較光滑,若是用戶使用不小心,就很容易劃傷,這樣就不美觀了。

手機外殼用的塑膠材料(關于手機外殼材料)7

不過,金屬材質的手機帶來顯而易見的弊端。比如手機無形中就會加重自身重量,而且可可塑性比工程塑料差,對加工工藝要求相當高。那麼,有沒有這種一種材料:既擁有鋁鎂合金高雅堅固的特性,又有ABS工程塑料的高可塑性。答案是肯定的,那就是類似于碳纖維這樣的高性能纖維。


其實無論是聚碳酸酯、玻璃還是金屬,作為手機外殼來說,都算是比較正常的。但是提到将木頭和布頭這兩種材料作為手機材質,那就真的是非常另類。而且這種另類的代價也是相當高的,基本都屬于高端手機。

其實除了以上說的這些外,類似麂皮、牛皮、寶石、木頭、竹子、黃金和陶瓷等高級材質也曾被運用到手機外殼的制造上。

作為手機的“皮膚”,機身材質是用戶們直接進行接觸的部分。它不僅是手機強有力的防護傘,可以有效地減少灰塵的侵襲,降低意外摔落的損害,增強手機的使用壽命,更重要的是提升使用者的産品體驗。相信随着技術的進步,手機的材質會有更多的創新,用戶将有更多的選擇。,

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