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智能终端陶瓷在可穿戴领域的应用
2021年08月02日 发布 分类:粉体应用技术 点击量:1348
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智能终端陶瓷泛指应用于消费电子领域智能终端产品方面的各种精密陶瓷材料及外观结构件,智能终端产品主要包括智能手机、智能手表、智能手环、智能眼镜等各种可穿戴设备。而智能终端陶瓷在智能穿戴方面的应用包括智能手表上的陶瓷表壳、陶瓷表链、陶瓷后盖,也包含智能手环、蓝牙耳机和项链上的外观陶瓷件等。因此,可以说智能终端陶瓷融合了陶瓷材料的功能、美学、艺术特性

目前,智能终端陶瓷应用最多的材料是具有高强度、高韧性的纳米氧化锆陶瓷,这是一类通过在 ZrO2晶格中引入Y2O3等稳定剂的相变增韧陶瓷。研究发现,通过掺杂 Y2O3作为稳定剂的氧化锆陶瓷力学性能更为优异。同时,氧化锆陶瓷具有优异耐磨损、耐刮痕、耐腐蚀、对皮肤不过敏、亲肤性好、佩戴舒适等特点。通过对其引入其他一种或多种着色离子可以获得黑色、蓝色、深绿色等数十种美丽的颜色,具有外观温润手感好的优点。因此,以纳米氧化锆为代表的智能终端陶瓷广泛应用于智能可穿戴设备。


     氧化锆晶体结构(左) 氧化锆粉末(右)

1)智能手表

早在2015年,苹果手表Apple Watch 上市,就首次采用了纳米氧化锆陶瓷材料作为智能手表的后盖;小米的Amazifit系列智能手表的表圈也采用氧化锆陶瓷;华为智能手表的WatchGT2保时捷款的陶瓷表圈、最新的Watch3系列的氧化锆陶瓷后盖;荣耀手表Magic系列、Dream系列的也都采用了氧化锆陶瓷材料。

 

苹果精密陶瓷款智能手表(黑色氧化锆后盖)

华为watch3智能手表(陶瓷后盖)

(2)智能手环

   如:国内小米手环制造商华米科技在2015年推出的智能手环Amazifit,在介绍中称采用了“硬度仅次于金刚石和蓝宝石”的“轻盈,温润如玉”的氧化锆陶瓷材质

                 

小米Amazifit手环

(3)TWS蓝牙耳机

如:小米的Air2 Pro无线耳机的陶瓷材料背盖、小米的圈铁四单元耳机的氧化锆陶瓷耳壳。

 

小米Air 2 Pro真无线蓝牙耳机(左)小米圈铁四单元耳机(右)

(4)眼镜零部件

如:采用氧化锆陶瓷作为叶子鼻垫眼镜配件,相较于塑料鼻托使用更长久,避免老化;对比硅胶鼻托不易滋生细菌,亲肤性好;比钛合金类鼻托更美观,多样式化。

 

塑料眼镜鼻托(左) 硅胶眼镜鼻托(中) 钛合金眼镜鼻托(右)

 

氧化锆眼镜鼻托

总结:

近年来,可穿戴设备的市场不断扩大,整体保持高速增长。虽然受到疫情影响,但消费者对可穿戴设备仍然保持超强的热情,推动全球可穿戴设备继续呈现高速增长态势。依据权威调研机构IDC最新给出的数据,2020年全球可穿戴设备出货量达到4.447亿台,较上年增长28.4%。随着5G的到来与普及,智能穿戴设备将进一步升级,传统应用材料将逐渐退出市场,以氧化锆为代表的智能终端陶瓷将占有更大的市场,前景明朗。

 

参考来源:

1)智能终端陶瓷的发展与应用状况分析  谢志鹏,余诺婷

2)二氧化锆:一种多用途的高性能新材料 马悦、宋联荣等

 

 

作者:晴天

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