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9940e8a1fe9ab1aada8d86c6e42c45b9 每年發佈的手機恐怕手指頭加腳趾頭都數不清,不過,手機廠商在發佈會上提及的機身材質, 主要還是金屬,一些全金屬一體成型機身還衍生出了「金屬佔比」概念,一如兩年前火熱的「螢幕佔比」;另一個類別是玻璃、類玻璃材質,種類從藍寶石一路科普到了鋯寶石,形態也從 2.25D 彎曲到了 3D。

當然,有時我們在發佈會上看到的金屬和玻璃都會有所提到,「雙曲面玻璃+金屬中框」這樣的描述自是屢見不鮮。

此外,今年還有一種機身材質在發佈會上越來越被提到,這種材質就是兼顧了質感和手感的陶瓷。

哎,等等,好像還有一種最為常見的材質沒有提到,那就是塑膠。當然,這也不難理解。一年發佈的手機何其多,能享受發佈會待遇的手機自然是中高階產品或者重點產品,而採用塑料機身的低階手機們就那麼隨便一發就得了。

關於塑料如何做高階機及這種材質的優劣,這裡先不討論。那麼,其餘這三種常見的材質,又有多少種類、各有什麼優劣呢?

 

金屬

就和 PC、ABS、PP、PE、PVC、PS 都統稱為塑膠一樣,手機上用的金屬其實也有不同的分類,但手機上金屬材質主要是鋁合金,即鋁金屬再摻入少量的鎂或者其它的金屬材料來增強其強度,根據添加金屬的不同,又有鎂鋁合金、鈦鋁合金的說法。有些高階手機還可能用上鍍金。

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如 Xperia XZ 上所用的 XZ 的後蓋大部分為 ALKALEIDO 鎂鋁鋰合金,這種材料具有良好的剛性和導熱性,及優良的電磁屏蔽性,且同時兼具輕薄的特性。由於Sony的加工工藝技術,這種金屬材料給 XZ 帶來了一種類似玻璃的觀感,剔透而閃耀。

同樣使用鋁合金的 HTC One 系列、iPhone 5 及以後的機型都是使用鋁合金的手機的個中翹楚。

鋁合金的加持(以及這些品牌的加工工藝)也讓這些手機的觀感、質感和手感達到了一流的程度。

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不過,在使用輕薄的鋁合金的時候,這些手機也會遇到一些尷尬。這裡不能不提的就是 iPhone 6 的「坐彎門」,其主要原因就是 iPhone 6 所使用的 6000 系鋁合金不夠堅固。iPhone 6s 在使用 7000 系鋁合金之後才有所好轉。

而這一點,iPhone 4/4s 和小米手機 4 所使用的不鏽鋼中框則表現好得多,當然,小米將這種材質宣傳為「奧氏體 304」.

不過,除了不夠耐磨、容易被氧化之外,金屬仍然還有兩個可能難以避免的問題。

一則,金屬機身的顏色。整體來說,在金屬機身逐漸普及後,市場中的手機絕大部分也無非就是「灰(黑)白(銀)金粉」這幾種顏色。

那麼這種現象的原因是什麼呢?如果想探究其原因,我們得從陽極氧化這個技術說起

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據相關化學專業人士的說法:

因為氧化鋁的密度比鋁更加緻密,將鋁接入陽極,使鋁失去電子升價態發生氧化反應變成氧化鋁,增強鋁的耐磨性及硬度。在氧化薄層中有大量的微孔,便可以吸附著色劑,最後進行封閉處理,使染料固定在空隙,最後就可以得到相應顏色的手機外殼。

究其原因,還是深色的陽極氧化鋁,相較淺色,更難著色。

如果堅持要這種顏色濃重的多彩設計,並且色不容易掉,當然就需要一些更複雜的工序。這也就無形中增加了手機的成本和量產難度。

再則,金屬機身手機一體性,難以真正實現。iPhone 的上下天線條,Sony Xperia XZ 的後蓋塑料片……這些設計都讓消費者有所吐槽。而這些設計上的不夠極致則是來自金屬的特性,正是上文提到的電磁屏蔽性。

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畢竟手機是一個以通訊為目的的裝置,所有的設計都需要對手機的信號交換讓步。而在目前的條件下,能穿透電磁屏蔽的通訊技術並沒有出現。於是金屬後蓋的手機不得不為此增加天線條帶。

手機廠能做的或許只能是在儘可能保持信號穩定的情況下,減小塑料天線在後蓋的佔比,比如 OPPO R9s 的「微縫天線」,就讓手機的後蓋金屬佔比超過了 98%。

不過,遺憾的是,對於追求完美一體的強迫症用戶,這似乎還是不夠極致。

 

玻璃

除了金屬,玻璃材質在手機中的運用也不少,比如經典的 iPhone 4/4s、Xperia Z 系列或者三星 S6/S7 等。

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和金屬這種極度需要加工工藝來體現質感的材質不同,玻璃本身的晶瑩剔透讓手機的質感不會太差。也正是因為這種透明,手機的著色也不像金屬的陽極氧化那麼艱難。更不用說,玻璃沒有金屬的電磁屏蔽特性,手機後蓋不用特別設計那惱人的塑料天線條帶。手機設計的一體性可以得到更好的滿足。由於玻璃的硬度足夠大,在日常使用中,玻璃機身的手機也不用太過擔心劃痕問題。

不過,玻璃材質的缺點也是有的,由於導熱性不如金屬,手機的散熱系統得好好設計。

更嚴重缺點則是,玻璃,或者說二氧化硅這種非晶體材料,分子結構是缺乏穩定性的,通俗一點的說法是,易碎。

為了改進這一缺點,不同的廠家嘗試過不同的方式。比如Sony在 Xperia 上使用的方式是讓中框略微突起,高過了玻璃後蓋表面。這在一定程度上的確能減小手機因跌落而造成的後蓋破碎。但這樣設計的後果則是刮手的手感。

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也同樣是因為玻璃的加工難度,在目前的情況下,採用玻璃材質的手機多是採用了「玻璃後蓋+金屬中框」的設計,這距離真正的全玻璃機身仍有差距。

 

陶瓷

需要先指出的是,智慧手機上使用的「陶瓷」和日常生活中最為常見的「陶瓷」是不一樣的。

普通的陶瓷本質上和上文提到的玻璃其實是一樣的,都是非晶體材料。那麼普通陶瓷用在手機,除了厚重,也容易出現太脆、易碎的情況。

手機出現的陶瓷材質,比如釔穩定氧化鋯,其實應該算是一種複合材料。由此,這種材料既有金屬的光澤,而且延展性好,這讓材料在後期加工時,不容易出現玻璃機身的爆裂等問題;又有玻璃的優點,剔透,硬度高,這樣的話,手機在日常使用中不用過份擔心劃痕問題。

總的來看,手機上的陶瓷材質,集合了金屬和玻璃的特性,是一種更理想的高階手機選材。不過沒有完美的材質,陶瓷也一樣。

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就好像上文所說,陶瓷在獲得金屬和玻璃的特性的時候,缺點也一併繼承了過來。比如,雖然延展性有進步,但實際上,由於硬度大,陶瓷也容易破碎;雖然不像金屬那麼誇張,陶瓷材質對信號還是有一定的屏蔽,所以這對廠家的天線設計,也提出了更高的要求。

而陶瓷材質想要在手機中真正普及開來,一個最大的現實問題,就是成本難以降下來。

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(和亮面金屬或者亮面玻璃一樣,小米 MIX 的陶瓷外殼也容易留下指紋)

以小米 MIX 的陶瓷外殼為例,據小米的介紹,陶瓷需要 2000℃ 以上的高溫進行燒製,燒製之前和燒製之後會產生很大的縮水現象,這樣廠家就不容易控制它的造型,而且燒製過程稍有不慎就會前功盡棄。因此,小米 MIX 的良率只有 10%。

這麼低的良率,對於要量產且大規模上市的產品來說,基本是不可想像的。所以之前,這種材料更多的是用在 Vertu 等手機的按鍵上。今年用上陶瓷機身的小米手機 5 陶瓷版一直被產能困擾,而小米 MIX 更是直接打出了「概念手機」旗號。

陶瓷材料要想真正普及開來,恐怕良率這個問題還得取得突破才行。

 

手機在未來可能用上哪些材質

除了以上三種以及塑料材質,手機出現過的材質並不少。竹子、黒杏木、酸枝木、皮革、布頭,甚至牛仔布,這些材質都曾出現在手機上。

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但基本上,使用這些材質的手機都是以定製版、限量版的形式,在更普遍的大眾型號手機上很難見到這些材料的身影。

在未來,還有哪些材料可能會大規模出現在手機上呢?

或許碳纖維是一個不錯的選擇。

碳纖維具有一般碳素材料的特性如輕、耐高溫、耐磨、導電、導熱以及耐腐蝕等,但和一般的碳素材料不同的是,碳纖維其外形有顯著的各向異性、柔軟、可加工成各種織物,沿纖維軸方向可以表現出很高的強度。與金屬,甚至陶瓷等複合材料相比,其強度在現有結構材料中無可匹敵。

也是因為碳纖維的這些特性,這種材質早就開始應用在航空領域。

對於手機行業而言,碳纖維的潛力還在於,它既擁有鎂鋁合金的堅固,又有塑料的高可塑性,雖然看起來和塑料有點相似,但其強度和導熱能力又遠高於普通的塑料,且這種材料的表面若是留下了油性水筆等痕跡也可以輕鬆擦除。

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實際上,這種材料在手機行業出現的時間也不算短,但為什麼到現在都沒有大規模普及開呢?原因只有一個,成本太過高昂。所以碳纖維主要出現在 Vertu 或者一些價格高昂的定製機上面。

不少手機廠家都在不斷地在自家的旗艦產品上嘗試新的材質,未來甚至可能出現液態金屬或者石墨烯的手機。這種行為當然是值得肯定的。但,若是因此而忽略了工藝的精進,這多少有些本末倒置。

就好像諾基亞時期的 Lumia 或者 iPhone 5c 一樣,這些塑料手機的設計高度仍舊是現在絕大部分高階金屬機可望而不可及的。畢竟,高階不在材質,而在工藝。

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