陶瓷材料在手機(jī)外觀配件設(shè)計中的應(yīng)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(yīng)用，特別是現(xiàn)代科技集成度很高的產(chǎn)品，如手機(jī)、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(jī)設(shè)計中的應(yīng)用，以及其藝術(shù)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(jī)外觀配件材料選擇的空間，得出陶瓷材料在手機(jī)外觀設(shè)計中將被廣泛應(yīng)用的結(jié)論。

關(guān)鍵詞：陶瓷材料；微晶鋯；手機(jī)外觀設(shè)計；材料應(yīng)用

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

手機(jī)作為一款年輕的電子產(chǎn)品，在當(dāng)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(fù)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(jī)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(shù)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(rèn)識的材料在手機(jī)外觀配件中被越來越多的嘗試著運用。在2012年韓國手機(jī)廠商泛泰推出了世界首款陶瓷材質(zhì)機(jī)身的智能手機(jī)Vega Racer 2，由此引起了人們對使用陶瓷材料制作手機(jī)外觀配件的可能性的關(guān)注。

在國內(nèi)市場，陶瓷材料真正被使用在手機(jī)外觀配件中是2014年年底手機(jī)廠商酷派發(fā)布的ivviS6手機(jī)，該手機(jī)采用了陶瓷腕表的設(shè)計工藝，實現(xiàn)了陶瓷、金屬和塑料材質(zhì)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(jī)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(jī)Mix更是進(jìn)一步將陶瓷材料應(yīng)用到手機(jī)外觀的設(shè)計之中（如圖1）。此次，陶瓷材料不再僅僅用來制作手機(jī)后蓋，在手機(jī)中框和按鍵的設(shè)計上也采用了陶瓷材料，這使得全陶瓷手機(jī)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(rèn)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(jìn)步，陶瓷的質(zhì)量也在逐步的提高，對陶瓷材料的科學(xué)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(xì)密、耐高溫、電絕緣、色澤溫潤、較好的藝術(shù)表現(xiàn)性及可塑性強(qiáng)的特性。根據(jù)用途的不同，應(yīng)用于手機(jī)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(qiáng)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(jī)等產(chǎn)品上得到應(yīng)用。與手機(jī)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(dǎo)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(jī)尤其是高端智能手機(jī)功能的發(fā)展有著很好的輔助作用，對于實現(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(shè)備上的應(yīng)用前景較為廣闊。

2 手機(jī)外觀配件材料選擇的影響因素

手機(jī)外觀由諸多的配件組成，如機(jī)身、后蓋、邊框、面板、天線、攝像頭、揚聲器和按鍵等，其中對手機(jī)外觀效果影響最大便是手機(jī)的前后面板。智能手機(jī)的普及使手機(jī)的外觀設(shè)計走上了同一化的路線，手機(jī)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(jī)則往往包含有指紋識別、閃光燈、感應(yīng)器等其它輔助配件。

2.1 功能影響外觀配件的設(shè)計

在手機(jī)外觀配件的設(shè)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)，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(kuò)散的，而概念手機(jī)運用的骨傳導(dǎo)技術(shù)聽筒則無需在機(jī)身開設(shè)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(yīng)部件在材料上的選擇，如在手機(jī)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(jī)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(shè)計

產(chǎn)品的定位對手機(jī)外觀配件的設(shè)計有著直接的影響。定位面向普通消費者的手機(jī)如現(xiàn)今市場上的千元機(jī)、百元機(jī)則是以突出性價比為商品賣點的，它們在設(shè)計時則要把盡可能多的預(yù)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(jī)如旗艦機(jī)、概念機(jī)型在外觀配件的設(shè)計上有著較高的要求，各手機(jī)廠商也在極力這最求著設(shè)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(jī)廠商Vertu的Signature系列手機(jī)便以稀有的材質(zhì)與金屬機(jī)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(jī)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(lán)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(jī)形象。

2.3 流行因素影響外觀配件的設(shè)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(lǐng)者，引領(lǐng)著一段時期的流行趨勢及大眾審美。在手機(jī)外觀方面也不例外，如近年來蘋果品牌在手機(jī)外觀上的設(shè)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(jī)不僅在硬件及系統(tǒng)上進(jìn)行升級優(yōu)化，還在手機(jī)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(jī)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(jī)的流行趨勢在一定程度上是在追隨著行業(yè)里領(lǐng)先的品牌的腳步來發(fā)展的。

3 陶瓷材料應(yīng)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(jī)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(shù)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(shù)成本，能夠提供這一技術(shù)服務(wù)的廠家也是少之又少，甚至相關(guān)技術(shù)是屬于壟斷性質(zhì)的。這對陶瓷材質(zhì)手機(jī)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?zé)七@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(jī)陶瓷后蓋的成本便有數(shù)百元，如此高昂的成本使得其僅在高端一些的旗艦手機(jī)中被應(yīng)用。

3.2 陶瓷材料本身特性的影響

對于陶瓷手機(jī)，社會的質(zhì)疑之聲也是很強(qiáng)烈的。據(jù)中關(guān)村在線網(wǎng)站分析，采用陶瓷作為機(jī)身材質(zhì)的手機(jī)雖然多為各大品牌的旗艦手機(jī)，但市場反應(yīng)卻并不樂觀。究其原因，由生產(chǎn)成本較高導(dǎo)致的過高的定價是其中的一條原因，人們對陶瓷的認(rèn)識及陶瓷材質(zhì)本身的不足也是該類手機(jī)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(shè)計的非常薄的智能手機(jī)后蓋來說顯得尤為嚴(yán)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(dá)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(qiáng)度高，這使得陶瓷手機(jī)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(jī)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(shè)計師頭疼的一個問題。如果不佩戴手機(jī)保護(hù)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(hù)殼則失去了設(shè)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(jī)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(jī)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(qiáng)的材料，在燒制的過程中，其物理和化學(xué)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(dāng)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(xué)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(jī)的發(fā)展在很大程度上改善了人們的通信生活，在手機(jī)功能的不斷豐富和提升下，手機(jī)外觀配件也隨之進(jìn)行著顯著的變化。人們在追求新穎設(shè)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(jìn)入了手機(jī)外觀設(shè)計領(lǐng)域，以微晶鋯陶瓷為代表的納米陶瓷材料為手機(jī)外觀配件材料的選擇帶來了新的嘗試，設(shè)計師對它的妥善運用勢必會帶來飾以陶瓷配件的手機(jī)設(shè)計新風(fēng)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(shù)與產(chǎn)品創(chuàng)新研究。