2018年8月,小米MIX2S翡翠色的發(fā)布,開創(chuàng)了智能手機彩色陶瓷時代。此次小米MIX3在翡翠色的基礎(chǔ)上,增加了全新的寶石藍(lán)配色。此前陶瓷材質(zhì)手機在色彩選擇上相對單一,非黑即白。一方面是因為納米陶瓷材料的特殊性,傳統(tǒng)著色工藝無法滿足陶瓷的物理特性。另一方面,由于納米陶瓷材料在燒制過程中的不確定性,帶來巨大的時間金錢成本投入。
陶瓷著色工藝眾多卻無一可行
陶瓷材料加工周期長、工藝難度大、成本投入高,在玻璃、金屬等傳統(tǒng)材質(zhì)上所使用的著色工藝幾乎都無法滿足陶瓷材料的著色需求。這就導(dǎo)致了長久以來,陶瓷手機在顏色的選擇上相對單一,非黑即白。
如果要在陶瓷表面上色,也并非不可能。以鍍膜為例,在強化陶瓷材料表面鍍膜需要使用連續(xù)非導(dǎo)電真空電鍍,但易刮花耐久性較差,更為重要的是損失了陶瓷溫潤如玉的質(zhì)感。
和鍍膜類似的還有表面覆釉,通過在強化陶瓷表面覆蓋一層有色釉料然后進行燒結(jié)。不過由于強化陶瓷材料的特殊性,表面極為致密,目前行業(yè)內(nèi)尚無能夠吸附在納米氧化鋯表面的釉料。
而義齒常見的著色方法在陶瓷機身同樣難以滿足需求,陶瓷牙所使用的著色工藝是將素?zé)沾山菰谟猩芙庖褐校ㄟ^浸泡滲透的方式進行著色。但這種著色方式會導(dǎo)致陶瓷機身顏色不均,顏色滲透深度淺。
所以可以看到:在陶瓷表面著色無論是通過鍍膜、覆釉還是浸泡滲透等工藝都有著無法妥協(xié)的瑕疵存在,這就促使必須要在陶瓷基體本質(zhì)上著手,直接燒制彩色的精密陶瓷,但這條路也是滿布荊棘。
彩色陶瓷的“命門”:粉料和燒結(jié)
在彩色陶瓷研發(fā)的過程中,粉體制備配比和高溫?zé)Y(jié)過程至關(guān)重要,直接影響到彩色陶瓷機身的最終顯色效果。稍有出入,就會導(dǎo)致最終成品出現(xiàn)瑕疵,整批報廢。在工藝流程上,強化陶瓷材料從原料到成品需要數(shù)道主要工序:
粉體制備:原料經(jīng)過清洗、煅燒、球磨、提純制粒之后形成優(yōu)異的陶瓷粉體。
模壓成型:粉體注入金屬磨具,通過240噸壓力的四柱式液壓機加壓脫模得到素坯。
高溫?zé)Y(jié):素坯經(jīng)過1400度高溫?zé)Y(jié),粉狀陶瓷顆粒重新晶結(jié)為致密整體。
后道加工:對燒制完成的陶瓷背殼進行數(shù)道CNC加工,拋光、打磨、開孔。
既然“外在”的著色方式行不通,能否通過改變“內(nèi)在材料”進而讓陶瓷機身顯現(xiàn)不同的顏色呢?小米工程師不斷改良強化陶瓷工藝,在納米氧化鋯原料中注入陶瓷色料,不斷試色、調(diào)整色料比例。在顏色開發(fā)的過程中,每一次嘗試都需要重新進行制備粉體、模壓成型、高溫?zé)Y(jié)以及CNC加工,少則十?dāng)?shù)天多則一個月。
礦物經(jīng)過數(shù)十道工序的萃取后還要經(jīng)過反復(fù)酸洗、堿洗、水洗、壓濾、煅燒、粉碎以及研磨等工序后,最終得到高純度的著色礦物。小米MIX3彩色陶瓷機身中添加的數(shù)種著色礦物需要先進行長達(dá)100小時以上的研磨,以達(dá)到同氧化鋯顆粒相匹配的納米級顆粒,對其再進行24小時以上的均勻混合進而形成礦物著色粉體。此后將著色粉體注入高純度的納米氧化鋯顆粒中,經(jīng)過72小時以上充分混合,讓每一粒高純度氧化鋯顆粒和周圍都均勻散布著細(xì)小的礦物著色顆粒。最終經(jīng)過恒溫高速噴霧,形成顏色分布均勻的陶瓷粉體。
在燒制過程中,納米陶瓷顆粒在高溫下重結(jié)晶連結(jié)為致密的整體,這一過程會伴隨著空隙收縮,體積減小等各種形態(tài)變化。同時這個微觀的分子過程,在高溫?zé)Y(jié)爐內(nèi)完全屬于隨機、未知、不可控的狀態(tài),也就是說對于燒結(jié)后的胚料強度和顏色是否達(dá)標(biāo),都需要出爐后才可知道,一旦色料配方不對,這批陶瓷胚體將全部報廢。
不僅如此,不同的色料配方所需要的燒結(jié)溫度也不盡相同。即使是同一種色料配方,在燒制過程中,溫度的變化也會影響最終陶瓷成品所顯現(xiàn)的色彩。面對如此復(fù)雜的雙重變量,只有找到最合適的色料組合同時搭配最恰到火候的燒結(jié)溫度,才能得到色彩純正、強度達(dá)標(biāo)的彩色陶瓷成品。
從2016年小米5尊享版首次使用納米陶瓷材料以來,小米始終在嘗試不同于金屬、玻璃的材質(zhì),無論是小米6尊享版的四曲面陶瓷,還是小米MIX的Unibody全陶瓷機身,再到現(xiàn)在小米MIX2S以及小米MIX3的彩色陶瓷機身,納米陶瓷材料已經(jīng)成為小米手機的一個獨特標(biāo)簽。雖然開發(fā)周期漫長、成本投入巨大,但是小米還是希望嘗試帶給消費者一些不一樣的東西。
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原文標(biāo)題:解析:小米MIX3彩色陶瓷到底難在哪?
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