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，在現代電子產品中的多個類目里被嘗試著應用，特別是現代科技集成度很高的產品，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論。

關鍵詞：陶瓷材料；微晶鋯；手機外觀設計；材料應用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.13.254

手機作為一款年輕的電子產品，在當今人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、尺寸、材質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布的ivviS6手機，該手機采用了陶瓷腕表的設計工藝，實現了陶瓷、金屬和塑料材質的組合運用。基于陶瓷材料良好的可塑性特點，可根據用戶的要求在陶瓷表面雕刻實現圖案定制。這款手機多種材質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。隨著現代科技的不斷進步，陶瓷的質量也在逐步的提高，對陶瓷材料的科學分析也有了系統的研究。經歷了陶器——瓷器——納米陶瓷的發展，陶瓷材料的用途愈加廣泛，但多數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地堅硬、結構細密、耐高溫、電絕緣、色澤溫潤、較好的藝術表現性及可塑性強的特性。根據用途的不同，應用于手機外觀配件中的陶瓷材料在現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、熱穩定性好等諸多優良特性 。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、手表及手機等產品上得到應用。與手機外殼常用的塑料、金屬材質相比，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、視覺效果好等優點。這些特征對于智能手機尤其是高端智能手機功能的發展有著很好的輔助作用，對于實現一定的功能或產生特定的視覺效果都有著相對的優勢，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，不影響液晶屏的正常顯示，在熄屏后所表現出來的除邊框外則是液晶屏固有的深色；傳統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。為了體現整體與統一，大多手機將整個前面板都采用統一的黑色玻璃材質，其他材質如金屬、陶瓷材質在這里被采用較少。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 產品定位影響外觀配件的設計

產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如現今市場上的千元機、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品硬件的提高上面，對于外觀配件的材質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，以突出自己產品的優勢。在材質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與金屬機身搭配出卓越非凡的感官效果作為產品的賣點，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，顯示表面采用拋光白色藍寶石材質，搭配以黑色皮革、拋光與啞光黑色PVD不銹鋼等材質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

在產品市場，總會有某個品牌的產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上進行升級優化，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，蘋果手機的材質及色彩被業界廣泛的追捧，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里領先的品牌的腳步來發展的。

3 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品來說，對于陶瓷材質配件的制作技術要求較高，生產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的。這對陶瓷材質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歷粉體制備、模壓、燒結成型等約16道工序（如圖2），其中多項工序如熱壓燒結、拋光等程序生產率低且成本高，如此以來陶瓷材質的成本相對其他材質變高出了很多，一塊手機陶瓷后蓋的成本便有數百元，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，社會的質疑之聲也是很強烈的。據中關村在線網站分析，采用陶瓷作為機身材質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感和耐磨性，但其韌度較低，如果發生彈性變化那么接下來要發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度可達到8以上，相對普通陶瓷材質，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，在釉面之下附有網格狀的暗紋，既能夠突出手機的質感，又能在一定程度上掩飾后蓋表面上附著的指紋。

3.3 陶瓷材料的可持續問題

陶瓷材料是一種穩定性較強的材料，在燒制的過程中，其物理和化學性質已然發生了改變。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定性良好，相比塑料而言是一種較為環保的材料，其廢棄物經過粉碎再加工可在建筑材料行業被妥善運用，即使是通過填埋處理對環境的影響亦相對較小。

4 結語

手機的發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。

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作者簡介：于程楊（1990-），男，碩士研究生，教師，主要從事陶瓷藝術與產品創新研究。