陶瓷材料在手機外觀配件設計中的應用研究

1、    陶瓷材料在手機外觀配件設計中的應用研究    于程楊+宋瑞波摘 要：陶瓷材料既古老又年輕，在現(xiàn)代電子產(chǎn)品中的多個類目里被嘗試著應用，特別是現(xiàn)代科技集成度很高的產(chǎn)品，如手機、手表等。本文通過對陶瓷材料的特性分析，嘗試探求陶瓷材料在目前手機設計中的應用，以及其藝術特性、條件限制及可行性。以微晶鋯陶瓷為代表的納米陶瓷將開拓手機外觀配件材料選擇的空間，得出陶瓷材料在手機外觀設計中將被廣泛應用的結(jié)論。關鍵詞：陶瓷材料；微晶鋯；手機外觀設計；材料應用doi：10.16640/ki.37-1222/t.2017.13.254手機作為一款年輕的電子產(chǎn)品，在當今人

2、們的生活中以成為了一件“必需品”。這件尺寸不及手掌大小的小物件集成了眾多復雜的電子元器件，形態(tài)、尺寸、材質(zhì)各異的配件和豐富多彩的軟件。說起手機外觀配件，那一直以來都是塑料和金屬材料的天下，隨著技術水平的發(fā)展，陶瓷作為一種歷史悠久卻又不斷刷新人們認識的材料在手機外觀配件中被越來越多的嘗試著運用。在2012年韓國手機廠商泛泰推出了世界首款陶瓷材質(zhì)機身的智能手機vega racer 2，由此引起了人們對使用陶瓷材料制作手機外觀配件的可能性的關注。在國內(nèi)市場，陶瓷材料真正被使用在手機外觀配件中是2014年年底手機廠商酷派發(fā)布的ivvis6手機，該手機采用了陶瓷腕表的設計工藝，實現(xiàn)了陶瓷、金屬和塑料材質(zhì)

3、的組合運用?；谔沾刹牧狭己玫目伤苄蕴攸c，可根據(jù)用戶的要求在陶瓷表面雕刻實現(xiàn)圖案定制。這款手機多種材質(zhì)的組合為用戶塑造出一種更為新穎的視覺及使用體驗。近期，小米品牌發(fā)布的概念手機mix更是進一步將陶瓷材料應用到手機外觀的設計之中（如圖1）。此次，陶瓷材料不再僅僅用來制作手機后蓋，在手機中框和按鍵的設計上也采用了陶瓷材料，這使得全陶瓷手機的概念更為明顯了。1 陶瓷材料的工業(yè)特性陶瓷材料在人們的普遍認識里有著耐久、光潤、易碎等印象，腦海中還保留著手工、拉坯、燒制等制成上的理解。隨著現(xiàn)代科技的不斷進步，陶瓷的質(zhì)量也在逐步的提高，對陶瓷材料的科學分析也有了系統(tǒng)的研究。經(jīng)歷了陶器瓷器納米陶瓷的發(fā)展，陶瓷

4、材料的用途愈加廣泛，但多數(shù)用途還是注目于這一材料本身的特性。陶瓷材料尤其是瓷有著質(zhì)地堅硬、結(jié)構(gòu)細密、耐高溫、電絕緣、色澤溫潤、較好的藝術表現(xiàn)性及可塑性強的特性。根據(jù)用途的不同，應用于手機外觀配件中的陶瓷材料在現(xiàn)階段以微晶鋯陶瓷為主。微晶鋯是一種新型的陶瓷材料，具備耐磨、耐腐蝕、耐撞擊、高強度、高韌性、熱穩(wěn)定性好等諸多優(yōu)良特性 。隨著制備工藝的提高，微晶鋯材料在諸多知名品牌推出的首飾、手表及手機等產(chǎn)品上得到應用。與手機外殼常用的塑料、金屬材質(zhì)相比，微晶鋯陶瓷有著硬度高、導熱率高、更小的電磁屏蔽、生物相容性好、視覺效果好等優(yōu)點。這些特征對于智能手機尤其是高端智能手機功能的發(fā)展有著很好的輔助作用，對

5、于實現(xiàn)一定的功能或產(chǎn)生特定的視覺效果都有著相對的優(yōu)勢，這使得陶瓷材料在未來智能設備上的應用前景較為廣闊。2 手機外觀配件材料選擇的影響因素手機外觀由諸多的配件組成，如機身、后蓋、邊框、面板、天線、攝像頭、揚聲器和按鍵等，其中對手機外觀效果影響最大便是手機的前后面板。智能手機的普及使手機的外觀設計走上了同一化的路線，手機外觀基本統(tǒng)一為一塊矩形的板狀物體。在其上包含有顯示面板、聽筒、揚聲器孔、攝像頭及為數(shù)不多的實體按鍵等，旗艦手機則往往包含有指紋識別、閃光燈、感應器等其它輔助配件。2.1 功能影響外觀配件的設計在手機外觀配件的設計中，功能因素是首先被考慮的。正如形式追隨于功能，前面板須為透明材質(zhì)，

6、不影響液晶屏的正常顯示，在熄屏后所表現(xiàn)出來的除邊框外則是液晶屏固有的深色；傳統(tǒng)的聽筒是需要有通氣孔來幫助聲音擴散的，而概念手機運用的骨傳導技術聽筒則無需在機身開設聽筒孔；實體的按鍵是要有一定的凸出等等。功能因素在一定程度上限制了相對應部件在材料上的選擇，如在手機前面板顯示部位往往采用透明度好、硬度高的玻璃材質(zhì)。為了體現(xiàn)整體與統(tǒng)一，大多手機將整個前面板都采用統(tǒng)一的黑色玻璃材質(zhì)，其他材質(zhì)如金屬、陶瓷材質(zhì)在這里被采用較少。而較易磨損的部位如邊框、后蓋及案件部分，金屬及陶瓷材料即可滿足耐磨損的要求。2.2 產(chǎn)品定位影響外觀配件的設計產(chǎn)品的定位對手機外觀配件的設計有著直接的影響。定位面向普通消費者的手機

7、如現(xiàn)今市場上的千元機、百元機則是以突出性價比為商品賣點的，它們在設計時則要把盡可能多的預算資金用于產(chǎn)品硬件的提高上面，對于外觀配件的材質(zhì)則往往選擇塑料這種更為價廉普通的材料。定位高的手機如旗艦機、概念機型在外觀配件的設計上有著較高的要求，各手機廠商也在極力這最求著設計上的差異性，以突出自己產(chǎn)品的優(yōu)勢。在材質(zhì)的選擇上則是盡可能的使用金屬、皮革、玻璃等材料，減少塑料配件的出現(xiàn)以消除塑料帶給人的廉價感。如手機廠商vertu的signature系列手機便以稀有的材質(zhì)與金屬機身搭配出卓越非凡的感官效果作為產(chǎn)品的賣點，其中命名為“黑與白”的這款手機則采用了拋光白色陶瓷來裝飾聽枕、背枕和電池蓋板，顯示表面采

8、用拋光白色藍寶石材質(zhì)，搭配以黑色皮革、拋光與啞光黑色pvd不銹鋼等材質(zhì)塑造出莊重典雅的高端手機形象。2.3 流行因素影響外觀配件的設計在產(chǎn)品市場，總會有某個品牌的產(chǎn)品成為市場的引領者，引領著一段時期的流行趨勢及大眾審美。在手機外觀方面也不例外，如近年來蘋果品牌在手機外觀上的設計成為人們審美追求的趨勢和眾品牌競相追逐模仿的對象。蘋果手機不僅在硬件及系統(tǒng)上進行升級優(yōu)化，還在手機外觀材料的選擇上努力去革新及嘗試，無論是不銹鋼還是陽極氧化鋁，或者是由塑料到玻璃到金屬，蘋果手機的材質(zhì)及色彩被業(yè)界廣泛的追捧，被諸多廠商競相模仿使用，手機的流行趨勢在一定程度上是在追隨著行業(yè)里領先的品牌的腳步來發(fā)展的。 3

9、陶瓷材料應用中存在的問題3.1 陶瓷材料的成本目前陶瓷材料并不稀缺，一般陶瓷制品的價格還是較為親民的。但對于手機這種體積小，制作精密性要求高的產(chǎn)品來說，對于陶瓷材質(zhì)配件的制作技術要求較高，生產(chǎn)誤差甚至要小到微米級別。這就增加了廠商的技術成本，能夠提供這一技術服務的廠家也是少之又少，甚至相關技術是屬于壟斷性質(zhì)的。這對陶瓷材質(zhì)手機的性價比因素來說并非是一個好消息。陶瓷配件的制作過程離不開高溫燒制這一程序，像微晶鋯陶瓷在制作的過程中需要經(jīng)歷粉體制備、模壓、燒結(jié)成型等約16道工序（如圖2），其中多項工序如熱壓燒結(jié)、拋光等程序生產(chǎn)率低且成本高，如此以來陶瓷材質(zhì)的成本相對其他材質(zhì)變高出了很多，一塊手機陶瓷

10、后蓋的成本便有數(shù)百元，如此高昂的成本使得其僅在高端一些的旗艦手機中被應用。3.2 陶瓷材料本身特性的影響對于陶瓷手機，社會的質(zhì)疑之聲也是很強烈的。據(jù)中關村在線網(wǎng)站分析，采用陶瓷作為機身材質(zhì)的手機雖然多為各大品牌的旗艦手機，但市場反應卻并不樂觀。究其原因，由生產(chǎn)成本較高導致的過高的定價是其中的一條原因，人們對陶瓷的認識及陶瓷材質(zhì)本身的不足也是該類手機叫好不叫座的主要原因之一。陶瓷材料有著較好的質(zhì)感和耐磨性，但其韌度較低，如果發(fā)生彈性變化那么接下來要發(fā)生的恐怕是破碎或者斷裂了。這一問題對于設計的非常薄的智能手機后蓋來說顯得尤為嚴重，任何的磕碰對它來說都是有著致命危險的。而納米陶瓷材料微晶鋯的莫氏硬

11、度可達到8以上，相對普通陶瓷材質(zhì)，它的韌性也有了極大的提高，抗彎強度高，這使得陶瓷手機在使用的過程中抗摔能力得到了一定的保障。陶瓷材質(zhì)的機身光潔亮麗，特別是白瓷那種溫潤如玉的清透給人的感覺是美妙的，但光潔的陶瓷表面的耐臟性也成為了設計師頭疼的一個問題。如果不佩戴手機保護殼，那么陶瓷表面將會布滿泛著油光的指紋等污物，但佩戴保護殼則失去了設計陶瓷材質(zhì)外殼的意義。在這個問題上各廠商也是智者見智，如酷派ivvis6手機的陶瓷后蓋采用了視覺掩飾的方式，在釉面之下附有網(wǎng)格狀的暗紋，既能夠突出手機的質(zhì)感，又能在一定程度上掩飾后蓋表面上附著的指紋。3.3 陶瓷材料的可持續(xù)問題陶瓷材料是一種穩(wěn)定性較強的材料，在

12、燒制的過程中，其物理和化學性質(zhì)已然發(fā)生了改變。這種變化使得陶瓷成品被作為原料回收的可能性不大，陶瓷碎片一般被作為垃圾處理，即便是回收后也多用來制作建筑材料。塑料、金屬材質(zhì)在回收后依然可以熔融成為原材料，當下陶瓷材料在這一方面依然未有顯著的突破。陶瓷材料因其化學穩(wěn)定性良好，相比塑料而言是一種較為環(huán)保的材料，其廢棄物經(jīng)過粉碎再加工可在建筑材料行業(yè)被妥善運用，即使是通過填埋處理對環(huán)境的影響亦相對較小。4 結(jié)語手機的發(fā)展在很大程度上改善了人們的通信生活，在手機功能的不斷豐富和提升下，手機外觀配件也隨之進行著顯著的變化。人們在追求新穎設計的同時也在不斷嘗試著新材料的運用，陶瓷這一古老而又充滿活力的材料再一次作為高端的代表進入了手機外觀設計領域，以微晶鋯陶瓷為代表的納米陶瓷材料為手機外觀配件材料的選擇帶來了新的嘗試，設計師對它的妥善運用勢必會帶來飾以陶瓷配件的手機設計新風潮。參考文獻：1朱海.先進陶瓷成型