
對很多人來說,拆封一部新手機,就必須經歷一場“脫敏訓練”:總要經歷過幾次磕碰跌落事故,留下幾道劃痕溝壑,經歷幾次心碎,才能從最初的大驚小怪、火速送修,進化為處變不驚、心如止水。最初完美無瑕的手機,終將學會“帶傷工作”,甚至在粗心的主人手中變成“戰損風”。
而即便沒有外傷,手機在經年累月的使用中,外殼也可能逐漸暗淡失色、掉漆。初見時驚豔的科技感不見了,反而滋生出幾分廉價感、油膩感。
究竟什麼材質的手機,能對強迫症患者更友好一些?一直以來,透過選用適配的材料提升手機的耐用性和美觀度,都是廠商們孜孜以求的研發重點之一。可以說,手機的發展史,同樣是一部材料的進化與創新史。
近些年,手機材料發生了哪些變化、有哪些革新?作為消費者,購買什麼樣的手機更耐用?
主流旗艦機,正在向“鈦”看
在前智慧手機時代,輕便的塑膠是廠商們的不二之選。那些如今看來頗有 y2k 風格的塑膠手機外殼,伴隨著翻蓋滑蓋、呼吸燈、水果忍者、湯姆貓等一路走來,已成為不少人的青春回憶。
塑膠雖然輕便,但也時常被認為“沒質感”“廉價”。於是,手機廠商們開始在定位高階的旗艦機型中採用金屬、玻璃等更有分量的材料,在提升質感的同時,也增加手機的耐用度。玻璃外殼與金屬邊框的組合,更是一度被視為優雅的代表,至今仍是一些主流旗艦的選擇。
如果說低端機型是為了佔據更多的市場份額,那麼各大廠商的旗艦機則總被寄予探索新高度的厚望,更有“未來時”的意味。從旗艦機的材料使用,或可一窺手機材料的風往哪裡吹。
目前智慧手機的機身大多為“三明治結構”,由螢幕 – 中框 – 後蓋三層構成。我們盤點了 2013 年至今四個主流手機品牌所推出的旗艦機型的中框用材,可以看出,在 2023 年之前,鋁合金與不鏽鋼佔據主流,塑膠材質在旗艦機中逐漸銷聲匿跡。

而 2023 年開始,鈦合金正在近兩年成為大廠旗艦機型的寵兒。
以華為最新推出的 HUAWEI Mate 70 Pro+ 旗艦手機為例,就首創全新“高亮鈦玄武機身”,其中使用的航天級鈦鋁複合技術,是業界首次在手機應用航天級工藝。鈦鋁複合材質賦予機身超高硬度和良好韌性,抗衝擊性能顯著優於傳統的鋁合金和玻璃材質。
而隨著今年摺疊屏的流行,強度高、韌性大、質量輕的鈦合金也成為摺疊屏卷軸器件的熱門材料,讓廠商們對於摺疊屏輕薄、柔韌的構想得以落地。
鈦合金,材料界的“當紅炸子雞”
鈦為什麼能在越來越卷的 3C 領域殺出重圍,獲得越來越高的存在感?這得從鈦合金的“一身絕活”說起。
鈦作為一種 20 世紀 50 年代發展起來的重要結構金屬,此前,因其輕質、強度高、抗腐蝕性強等特性,已經被廣泛應用於航天、醫療、高階運動裝備等領域。據羅蘭貝格資料,2022 年,全球 46% 的鈦材被用於航天領域,滿足著火箭發動機、人造衛星殼體、宇宙飛船船艙等“高階需求”。
從國內的消費結構來看,鈦在航空航天領域的用量僅佔 19.6% 。上到航空航天,下到海洋鑽探,大到核電裝置,小到心臟支架,都有鈦的身影。

而鈦合金能被手機廠商們相中,取代已經廣泛使用了近十年的鋁合金,成為 3C 圈的“當紅炸子雞”,是因其本身的物理特性,彷彿現代智慧手機的“天選材料”。
在鋁、鋅、鎂、鈦四種常見合金中,鈦合金的硬度和抗拉強度都明顯優於其他三種。鈦合金的硬度能達到鋁合金的約三倍,如 HUAWEI Mate 70 Pro+ 在革新了中框用材之後,相較於上代使用鋁合金的 Mate 60 Pro+ ,耐摔能力提升一倍以上,耐磨能力提升 5 倍以上。
鈦合金的密度在四種合金中不算小,但與強度相當的高強鋼相比,密度幾乎只有其二分之一。鋁合金比鈦合金密度更小,因此,如果將鈦和鋁這兩種金屬結合,邊框採用高強度的鈦合金,中板採用更輕質的鋁合金,能讓手機在可靠、耐用的同時,達到輕量化的效果。

此外,鈦合金熔點高、耐腐蝕性強、導熱效能好、高低溫效能好等優點,也能為 3C 裝置增加更多效能,讓從前“脆弱”的機身更多了一層保護,抵抗極端環境和意外損害。
但鈦目前在手機的應用並不是沒有缺點。首先,鈦合金價格昂貴,遠高於鋁合金和鐵合金,因此現階段,只在手機廠商的旗艦機型中使用較多。
鈦合金的價格高昂,也和加工效能較差有關:高純度的鈦金屬材料,往往硬度不夠,無法有效保護機身;而若使用硬度更高的鈦合金,則在切削加工、成形、焊接、拋光等環節工藝難度很大,不僅耗時耗財,成品率還低。
受到工藝限制,我們可以看到,業內使用鈦合金的機身雖然可靠性大大提升,但在觀賞性層面仍有所欠缺,表面大多不夠精緻好看。
因此,業界呼喚著一種更價廉、好用,最好還能好看的鈦合金材料。
高亮鈦,好用更好看
鈦合金作為一種特殊的合金材料,雖然在航天航空等領域大展拳腳,但一度量產困難。
2017 年,華為金屬材料專家黃禮忠偶然從一條航空航天相關的影片中獲得靈感,其中提及的複合技術,他認為也能運用於鈦鋁複合材料的製備中。
查文獻、做試驗、做測試、做各種對比驗證,迭代尋找最佳材料配方及其複合製備工藝引數……經過不懈的研究驗證,2017 年,黃禮忠團隊的鈦鋁複合材料方案終於論證成功,並申請了國家發明專利。

鈦鋁複合材料方案到了可商用的狀態,但如何將其運用於產品之中,依然需要進一步探索。其中的關鍵,是如何進一步提升鈦鋁介面結合強度。
華為的產品材料專家朱旭瞄準了航天領域的“熱等靜壓”技術。他帶領著團隊,一遍遍實驗、燒結。一塊又一塊崩斷的胚體,見證了產品專家們在混沌中不斷試錯、尋找光亮的過程。
最終,在一片質疑聲中,朱旭透過看似違反常識的“主動放寬縫隙”方法,使用熱等靜壓工藝,製備出了高可靠的鈦鋁複合材料。在 520°C 高溫和 120 MPa 的高壓之下,鈦與鋁兩種金屬穩定結合。
這些材料專家的“心血”凝結成果,都被運用於 HUAWEI Mate 70 Pro+ 中,其航天級鈦鋁複合技術,是業界首次在手機上應用航天工藝。
HUAWEI Mate70 Pro+ ,採用高亮鈦玄武機身。中框外部採用高強度鈦合金,極大提升了機身的耐用度,內部則使用輕質導熱鋁合金,耐用又輕巧,更好操作。

除了好用,HUAWEI Mate 70 Pro+ 還十分“好看”:機身側面,高亮鈦中框折射的光芒讓人難以忽視。
在過去,鈦合金總以啞光的形式出現。為了讓產品更加精緻,同時解決普通邊框長時間使用產生的劃傷問題,朱旭和團隊借鑑了珠寶行業技術,採用 18 道珠寶級拋光工藝,對中框表面擦拭收光,結合自動化擦拭裝置,去除鈦表面的不可見髒汙,提高 PVD(Physical Vapor Deposition,物理氣相沉積 )的膜層附著力,從而打造了兼顧亮度和塗層可靠性的高亮中框效果。

相比啞光鈦,其光澤度提升 3.5 倍,精緻耐看,自帶一縷瑩白的光芒。團隊內部將高亮鈦中框取名為“茉莉花”,既是驕傲,也是欣賞。
在鈦合金材料上的孜孜以求,只是華為對品質和細節極致追求的一個縮影。“以質取勝”是華為公司持續生存與發展的基石。
在未來,華為將持續與行業共同進步,攻關克難,精益求精,持續打造創新的高質量工藝技術,為使用者提供更好的產品體驗。


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