Czy kiedykolwiek zastanawiałeś się, kiedy ktoś powiedział Ceramika cyrkonowa Czy to przyszłość iPhone'a? Użytkownicy iPhone'a Apple'a muszą być świadomi tego niedawnego postępu. Tak, iPhone jest gotowy na tę nową, dobrą transformację. Przyjrzyjmy się, jak cyrkonia wpływa na przyszłość designu iPhone'a.
Szybki rzut oka na treść
- Czy cyrkonia jest ceramiką? Specjalizacje cyrkonii
- Tlenek cyrkonu kontra tlenek glinu
- Właściwości ceramiki cyrkonowej
- Apple używa ceramiki cyrkonowej
- Podsumowanie
Czy cyrkonia jest ceramiką? Charakterystyka cyrkonii
Dlaczego jest Materiał cyrkonowy Jest on preferowany w produkcji iPhone'a w porównaniu z innymi materiałami ceramicznymi. Zanim przejdziemy do tematu, przyjrzyjmy się bliżej cyrkonii, materiałowi pierwszego wyboru.
Cyrkonia, ZrO2 to ceramika techniczna występująca w formie martenzytu. To jeden z podstawowych powodów, dla których jest ona w stanie absorbować duże naprężenia. Ogólnie rzecz biorąc, cyrkon jest lepszy od typowych materiałów ceramicznych, takich jak tlenek glinu, azotek niklu (ALN), węglik boru itp. Od momentu wynalezienia w XVIII wieku, cyrkon stał się kluczowym materiałem w przemyśle ceramiki technicznej.
Spośród wszystkich zaawansowanych materiałów ceramicznych dostępnych obecnie na rynku, cyrkonia charakteryzuje się najwyższą wytrzymałością na pękanie. Tlenek cyrkonu Posiadają również wyjątkową wytrzymałość mechaniczną w temperaturze pokojowej. Są również odporne na korozję, dlatego są stosowane w zastosowaniach wymagających precyzji i wydajności.
Tlenek cyrkonu kontra tlenek glinu
Jedną z głównych różnic między tlenkiem glinu a cyrkonem jest sam ich skład. Tlenek glinu składa się z Tlenek glinu i cyrkon, dwutlenek cyrkonu. Tlenek glinu jest stabilnym tlenkiem, natomiast cyrkon ulega przemianie fazowej, co czyni go odpowiednim wyborem w wielu zastosowaniach. Poniżej przedstawiono kilka innych kluczowych różnic.
- Tlenek glinu jest twardszy niż cyrkon w skali Mohsa, co czyni go odpowiednim do zastosowań narażonych na większe zużycie. Z drugiej strony, cyrkon oferuje dobrą wytrzymałość i odporność na pękanie.
- Tlenek cyrkonu ma z reguły wyższą temperaturę topnienia niż tlenek glinu, co oznacza, że nadaje się do zastosowań w wysokich temperaturach.
- Tlenek glinu lepiej przewodzi ciepło i jest lepszym izolatorem elektrycznym niż cyrkon. Z ekonomicznego punktu widzenia, koszt produkcji tlenku glinu jest zazwyczaj niższy niż cyrkonu.
Właściwości ceramiki cyrkonowej
Teraz czas na przejrzenie zwięzłego podsumowania głównych właściwości Tlenek cyrkonu.
Właściwości fizyczne
Z wyglądu cyrkonia jest biała, chyba że zostaną użyte jakieś dodatki. Może również przybierać barwę żółtą i szarą. Gęstość Materiał cyrkonowy wynosi około 5,7 do 6,1 g/cm3, co sprawia, że jest to jedna z najgęstszych ceramik technicznych. Struktury krystaliczne cyrkonii Istnieją prawdopodobnie trzy, takie jak tetragonalny, jednoskośny i sześcienny. Z których, biorąc pod uwagę użyteczność inżynierską, tetragonalny i cyrkonia sześcienna mają szersze zastosowanie.
Często cyrkonia wymaga stabilizacji za pomocą tlenku itru, tlenku ceru itp., aby ograniczyć jej transformację strukturalną pod wpływem ciepła. Teraz porozmawiajmy o interakcji. Tlenek cyrkonu jest w większości nierozpuszczalny w wodzie i kwasach i ma charakter obojętny.
Właściwości mechaniczne
Właściwości mechaniczne są często preferowane w celu doboru odpowiedniego materiału do konkretnego zastosowania. Tlenek cyrkonu i jego różne formy wyróżniają się stabilnością mechaniczną. Na przykład, tlenek cyrkonu stabilizowany tlenkiem itru ma wytrzymałość na pękanie na poziomie około 7–10 MPa0,5. Oczywiście, nie pojawił się jeszcze żaden rodzaj ceramiki technicznej, który mógłby przewyższyć tę wartość.
Wytrzymałość na zginanie Ceramika cyrkonowa Do 1000 MPa. Teraz porozmawiajmy o Skala twardości cyrkonu. Twardość cyrkonu w skali Vickersa jest większa lub równa 11 GPa. Dzięki temu idealnie nadają się jako narzędzia skrawające i materiały ścierne.
Właściwości elektryczne i termiczne tlenku cyrkonu
Jeśli chodzi o stabilność termiczną i elektryczną Ceramika cyrkonowaTo po prostu imponujące. Tlenek cyrkonu jest izolatorem elektrycznym i topi się. punkt ZrO2 Temperatura wynosi 2700°C. Świadczy to o jego odporności i stabilności w wyższych temperaturach pracy. Jednak przewodność cieplna cyrkonii (ZrO₂) jest niższa.
Przewodność cieplna cyrkonii wynosi około 2-3 W/Mk. Tlenek cyrkonu dobrze sprawdza się jako powłoka termoizolacyjna w zastosowaniach inżynieryjnych i lotniczych. Współczynnik rozszerzalności cieplnej dla tlenku cyrkonu wynosi około 10 (10-6 /°C).
Właściwości chemiczne
Odporność na korozję to kolejna ważna cecha, która pozwala ocenić przydatność ceramiki do zastosowań, w których występują interakcje materiałowe. Cyrkonia, ZrO2 Jest generalnie obojętny. Dlatego umieszczony w pobliżu innych komponentów nie ulega degradacji. Tlenek cyrkonu jest stabilny w środowisku utleniającym do 1000°C.
Apple używa ceramiki cyrkonowej
Teraz w Apple pojawia się Ceramika cyrkonowaOczywiście powyższy opis właściwości jest oczywisty. Aby jednak wyjaśnić tę kwestię, wskażmy każdą istotną właściwość. Do kluczowych powodów, dla których cyrkonia jest preferowana, należą wytrzymałość i przewodność cieplna, czyli odprowadzanie ciepła. Inne to dobre przepuszczanie sygnału i stabilność mechaniczna.
Niedociągnięcia specyfikacji materiałowej iPhone’a
Od czasu wprowadzenia na rynek iPhone'a 5, Apple zrezygnowało ze stali nierdzewnej. Przeszło na anodowane aluminium, które gwarantowało cieńszą wersję urządzenia. Produkt końcowy był piękny, elegancki, stylowy i bogaty w kolory. Jednak biorąc pod uwagę całą branżę, z Aluminą, Apple przestało być wszechstronne.
W obecnej sytuacji Apple rozważa zastosowanie CNC w aluminium. Oczywiście, integracja większej liczby komponentów procesowych w systemie ponownie przyniosła problemy. Ponieważ aluminium osiągnęło już próg wytrzymałości na zginanie, integracja większej liczby procesorów doprowadziła do spadku wydajności.
Przy obecnej specyfikacji materiałowej Apple miało problemy z odprowadzaniem ciepła i uszkodzeniami materiału. To oznaczało, że Apple potrzebowało nowego materiału, takiego jak cyrkonia, aby przebić się na rynku, oferując unikalność i dobrą wydajność.
Ciągła innowacja Apple
Wykorzystanie Cyrkonia, ZrO2 przyniesie niezliczone korzyści iPhone'owi. Oferuje o wiele więcej zalet w porównaniu z tradycyjnymi materiałami, takimi jak aluminium. Jako doskonały materiał, cyrkonia zapewnia doskonałą odporność na zarysowania. Gwarantuje również dobre przewodzenie ciepła, wytrzymałość mechaniczną i przepuszczalność sygnału.
Oczywiście niektórzy mogą wysunąć argument, że Materiał cyrkonowy Koszty produkcji mogą być wyższe. Jednak realistyczna analiza pokazuje, że obecny iPhone 7 z obudową aluminiową ma wyższe koszty produkcji w porównaniu z obudową z cyrkonii.
Czy cyrkonia blaknie z czasem?
Jak Cyrkonia oznacza wejście na rynek iPhone'a i przenośnych urządzeń Apple, wykończenie powierzchni To jest kwestia, o której warto porozmawiać. Czy materiał blaknie lub zużywa się z czasem, należy zignorować? Zobaczmy teraz, co Apple ma do powiedzenia w tej sprawie.
Ceramika cyrkonowa nada urządzeniom Apple matowy wygląd. Firma bada konfigurację faktury, która zapewni odporność na zużycie. Z drugiej strony, materiał musi zapewniać łatwość czyszczenia.
Istnieje również duże prawdopodobieństwo, że Apple zrezygnuje z hartowanego szkła na rzecz wykończenia ceramicznego. Funkcja ta może jednak pojawić się w topowych modelach Apple, czyli Pro i Pro Max. Oczywiście, iPhone i ceramika nie są obce. iPhone 12 I iPhone'a 13 oba modele mają wyświetlacze z powłoką Ceramic Shield, która zapewnia czterokrotnie większą odporność na upadki.
Podsumowanie
Wykorzystanie Ceramika cyrkonowa iPhone w Apple ma kilka zalet w porównaniu z konwencjonalnym materiałem, jakim jest tlenek glinu. Pod względem siły sygnału, odporności na zużycie, przewodzenia ciepła i właściwości mechanicznych materiał cyrkonowy o dużej stabilności jest lepszy. Wprowadzenie cyrkonii do iPhone'a zapewniło im również nową perspektywę i wyjątkową penetrację rynku.