事件解決！ Xiaomi Longjing Ceramic: セラミック相、ガラスコア

著者 | Yunpeng

編集者 | Xin Yuan

磁器に触れましたか？最近、「Xiaomi Longjing Ceramicsがガラスであるかどうか」という問題は、デジタルテクノロジー界の「最大のメロン」となっており、業界の専門家や消費者から大きな注目を集めています。

セラミックとガラスの材料科学に関する議論には、Apple、Huawei、Honor などのメーカーも「関与」しており、「スーパーセラミッククリスタルガラス」、「結晶ガラス」、「クリスタル」、「ガラスセラミックス」などの用語が使われています。 」 人々に認識され始め、携帯電話材料のポピュラーサイエンスの普及がテクノロジー界を席巻しました。

Zhixixiは3月6日、今朝1時20分にBステーションテクノロジーゾーンのUP Shengli WenjueがXiaomi Longjing Ceramicsに関する「グランドフィナーレ」ビデオを正式にリリースしたと報告しました。

研究所の最終テストレポートに基づいて、彼は次のように結論付けました：「Xiaomi Longjing Ceramicsはガラスです。」

より正確には、Xiaomi Longjing Ceramicsは結晶含有量が最大88の一種の結晶化ガラスです。 % 結晶はセラミックの主要な微細構造です。

実験室テストレポート

セラミック分野の権威ある書籍「セラミック入門」によると、Xiaomi Longjing Ceramicsはセラミックの広範な分類に属することができます。

これは、Xiaomiがバックパネル素材を「ドラゴンクリスタルセラミック」と命名したことに由来があることをある程度示しています。

UPはまた、Xiaomiのドラゴンクリスタルセラミックスはガラスセラミックの中で最も高い結晶性を持っているため、Xiaomiは間違いなくより多くの製造時間と製造コストを費やす必要があることを認めており、Xiaomiの技術研究開発の強みは評価に値します。

各機種の断面素材比較

5日7時間17分に及んだXiaomi携帯電話の背面素材に関する前代未聞の議論がついに終結。

木曜日の午後に実験を始めてから今日まで、なぜこんなに時間がかかったのでしょうか？ UPは誰も予想しなかった答えを出した：不可抗力 - 研究室は休暇中だ！ (誰もテスターに​​残業させたくありません[犬])。

ご存知のとおり、Xiaomi は携帯電話用のセラミック材料の研究開発を最も早く行った国内 Android スマートフォン メーカーの 1 つです。Xiaomi の主力携帯電話のセラミック バージョンは、常に米ファンからの要望が多かったバージョンです。中国の上場テクノロジー大手にとって、製品に使用されている「セラミック」素材が「ガラス」であるかどうかは、原則的に非常に重要な問題である。

それに、今はXiaomi携帯電話がハイエンド市場に影響を与える重要な時期です。

これが、このニュースが出るとすぐにテクノロジー界が即座に「爆発」した理由です。

実際、携帯電話材料技術の発展に伴い、さまざまな材料の利点を統合および補完することが大きなトレンドになっています。 2月29日、シャオミグループ広報部ゼネラルマネジャーの王華氏は、微博でシャオミ龍井ガラス事件に関する関連ブロガーの発言をリツイートした。

ブロガーは、Xiaomi Longjing Ceramic はガラスセラミックの一種であり、ガラスセラミックは高温耐性、耐食性、高強度、高硬度、化学的安定性、低膨張係数を継承する「高度なセラミックの枝」であると信じています。セラミックスの 、ガラスの光透過率を考慮すると、Xiaomiは記者会見で、Dragon Crystal Ceramicsが「多結晶セラミックス」であると明確に述べましたが、これは合理的です。

実際、Apple iPhone 15 Proで使用されているスーパーセラミッククリスタルパネルは、英語の公式Webサイトでは「セラミックシールドフロント」と訳されており、英語の「セラミック」の関連した解釈があります。

事件が起きた時点のこともあり、業界はこの件に大きな注目を集めています。

今年2月3日、雷軍氏は微博で、Xiaomiの自動車事業の発展に全力を尽くすため、当初Redmiブランドの責任者だったLu Weibing氏がXiaomiの携帯電話事業部門の責任者に転向することを明らかにした。同時に、Wang Teng が Redmi ビジネスの経営を引き継ぎます。このようなハイレベルな調整は、Xiaomi の自動車プロジェクトに対する高いコミットメントと期待を示すだけでなく、Lei Jun が自動車に集中するという重要なメッセージも発表します。

雷軍は2月3日と4日にWeiboに投稿しました

雷軍が重要な調整を行い、自動車開発に注力し始めた初期段階では、業界は必然的にXiaomiの携帯電話事業の動向に高い注目を集めるでしょう。

サプライチェーン情報によると、Xiaomi Mi 14シリーズ全体の注文は40％増加したとXiaomi Group広報部ゼネラルマネージャーのWang Hua氏も、Xiaomi幹部のWeibo投稿の転送の中で言及した。 Mi 14 Pro Titanium Special Edition も補充段階にあります。製品素材のネーミングは物議を醸しているが、Xiaomi Mi 14シリーズの売り上げが好調であることは事実だ。

Xiaomi Longjingセラミックス事件は基本的に終結しましたが、プラスチックや金属からガラスやセラミックに至るまで、携帯電話材料の研究は引き続き続けられており、携帯電話材料の技術的進歩は依然として携帯電話技術革新の重要な分野の1つです。長い間。

北京時間午前9時の時点で、XiaomiはこのUPが投稿した最新のビデオに応答していません。

(この記事で引用されている関連する写真は UP が公開したビデオからのものです)

1. 答えを見つけるための 5 つの専門的なテスト、セラミックスの定義が鍵となります

「Finale」ビデオでは、UP の結果が示されています。実験の最終報告書 より詳しい説明が行われました。

SEM、XRD（精製）、XRF、火炎測光、化学滴定の5つの専門的なテストに基づいて、研究所はテストレポートを作成しました。簡単な要約は、Xiaomi Longjing Ceramicsの結晶含有量が約88％であることを示しています。 、非晶質含有量は約 12% です。

報告書によると、最も高い割合はリチウム長石でその含有量は 43% ± 2%、2 位は二ケイ酸リチウムで 34% ± 2%、そして 3 位はリチウム シリコン アルミニウムです。石の含有量は11％±2％で、さらに、ドラゴンクリスタルセラミックスには12％±2％の非晶質相とその他の成分が含まれています。アモルファス相は主にガラス相である。

簡単に言うと、Xiaomi Longjing Ceramics はセラミックと同じ結晶構造とガラスと同じアモルファス構造の両方を持っています。

実際、論争の主な原因は、「セラミック」の定義とは何かということにあります。セラミックスとはどのような材質を指しますか?

動画によると、セラミックスの学術分野ではセラミックスとは「粉末状の原料を焼結して形成された製品」を指しますが、携帯電話の分野で一般に理解されているセラミックスは「ジルコニア」を指します。現在の携帯電話の背面のセラミックも基板の主材料です。

著書「スマートターミナルセラミックス」の中で、著者の謝志鵬氏は次のように書いています。「最も一般的に使用されているスマートターミナルセラミックスは、高強度で高靭性のナノジルコニアセラミック材料です...」

XiaomiによるLongjing Ceramic バックパネルは「透明」に分類できるため、この UP が知りたいことの核心は、Xiaomi Longjing Ceramic が透明なセラミックなのかガラ​​スセラミックなのかということです。

彼は、透明セラミックスとガラスセラミックスが教科書で異なる定義を持っていることを発見しました。ほとんどの教科書では、透明セラミックスはセラミックスに属し、ガラスセラミックスは通常、ガラスの分類に関する教科書に登場します。

教科書「無機非金属材料」には、微結晶翡翠またはガラスセラミックスとしても知られるガラスセラミックスは、熱処理、光照射、または化学処理によって均一に変形したガラスであると記載されています。触媒または結晶核形成剤。多数の小さな結晶が析出して、緻密な結晶相とガラスを組み合わせた複合材料が形成されます。

したがって、ガラスセラミックの内部には結晶と非晶質ガラス相の両方が存在するため、実験結果における非晶質相がガラス相であるかどうかは非常に重要です。

実験中、彼らはXiaomi Dragon Crystal CeramicsとiPhone 12のスーパーセラミッククリスタルカバーを比較しました。彼らは、ガラス相を腐食させるためにフッ化水素酸を使用しない限り、どちらも電子顕微鏡で結晶の断面を撮影できないことを発見しました。

フッ化水素酸を使用してガラス相をエッチング除去した後、どちらも断面の透明な微結晶の写真を撮ることができます。

その理由は、ガラスとセラミックスは異なる方法で製造されるため、セラミックスとガラスの両方にガラス相があるにもかかわらず、ガラス内のガラス相が結合相として機能し、材料全体に均一に分布しているためです。ガラスはラップ微結晶と接触しているため、電子顕微鏡で結晶を撮影することはできません。

しかし、従来の陶磁器では結晶相とガラス相の分布が不均一になりやすいため、フッ酸腐食がなくても、断面に直接結晶が高確率で見られます。

最後に、UPはXiaomi Longjing Ceramicsはガラスセラミックの一種であると結論付けました。

それでは最後に、Xiaomi Dragon Crystal Ceramic、この種のガラスセラミックは特別な種類のセラミックである可能性はありますか?

セラミックスの分野では、「セラミックス入門」が最も権威のある本の1つであり、セラミックスを、基本構成要素として無機非金属材料で構成される固体製品を製造および応用する技術および科学として定義しています。この観点から、Xiaomi Longjing Ceramics はセラミックスの一般的な分類に属することができます。

2. 出典を探していると、硬度テストが論争の出発点となりました

それでは、「大きなメロン」がテクノロジー界全体に広まったとして、この事件の全容は何でしょうか？すべては、この UP が 2 月 28 日の午後に購入したばかりの Xiaomi Mi 14 Ultra を手に入れたときに始まりました。

このUPでは、Xiaomi Mi 14 Ultraのドラゴンクリスタルセラミックバックカバーのモース硬度テストを実施しました。レベル6で傷が現れ始め、レベル7での傷がより顕著になりました。

この性能は、以前このUPでテストした結晶化ガラスに近いです。一般にセラミックスの主成分であるジルコニアのモース硬度は7.5程度です。

このUPでは、Huawei Mate 60 RS Extraordinary Master Editionのバックカバーの硬度テストも実施しました。バックパネルもセラミック素材として宣伝されていますが、実際のテストでは、セラミックバックパネルにはレベル7の傷がつきません。 。

その結果、このUPはXiaomi Mi 14 Ultraのドラゴンクリスタルセラミックバックカバーの実際の素材に疑問を抱き、クリスタル硬度テストペンでドラゴンクリスタルセラミックバックカバーをテストしたところ、傷も付いていることがわかりました。レベル6.マークに出現。

一時期、「Xiaomi Longjing Ceramics はガラスである」という格言が市場に急速に広がり始めました。

インターネット上の誰もが怠けているわけではありません：

数式を使って証明し始めた「数学者」もたくさんいます：

ジョークはジョーク、事実は何、そしてXiaomiとは何ですか？龍井セラミックの裏蓋はセラミックですか、それとも他の素材ですか？ この問題を明らかにするために、UPは携帯電話の裏蓋をさらに分解して分析し、2月29日午前3時頃に龍晶セラミックとは何であるかを発表しました。 「Xiaomi 14 Ultra? Is it Ceramics?」というビデオで、彼はこの事件と今後の対応について詳しく説明した。

硬度テスト中に問題を発見した後、UPは携帯電話の背面カバーを取り外し、背面カバーの内側を金属で傷つけたところ、青色のコーティングが剥がれ、背面カバーの本体素材が剥がれていることを発見しました。 「透明」の。

ガラスはアモルファスクリスタルの一種であり、それ自体が透明であるため、すべての携帯電話の背面カバーは内側が着色されています。しかし、焼結して形成されたセラミックス自体は本来の色を示しており、透明ではありません。

UP は透明であることに加えて、バックカバーの重量も測定しました。測定結果は、その重量がガラス製の携帯電話のバックカバーの重量に近く、どちらも約 26 グラムであり、従来のセラミックの重量であることがわかりました。携帯電話のバックカバーは通常 43 グラム以上です。

もちろん、透明度、重量、硬度のテストの結果は、必ずしもガラスであることを意味するものではありませんが、ある程度、ドラゴンクリスタルセラミックスが従来のセラミックス（ジルコニア）で作られている可能性が低いことを示しています。このため、この UP は研究所でさらなる成分分析を行うことを予約しました。

なぜ成分を分析する必要があるのですか?実際、セラミックスの広範な学術的定義は結晶で構成される無機材料であるため、シャオミが透明な結晶材料を見つけた場合、それも「セラミック」と呼ぶことができます。

現在、「透明セラミックス」は主に窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、酸化イリジウム等です。これらの材料は軍事分野や高出力レーザー送信機の送信端などに一般的に使用されており、コストは比較的高い。

酸化アルミニウムは比較的一般的に商業的に使用されており、「サファイア」とも呼ばれます。このUPは、Xiaomi Longjingのセラミックバックカバーがサファイアで作られている可能性は高くないと考えています。

ガラスとセラミックスはどちらもケイ酸塩素材ですが、主な違いはさまざまな元素の含有量が異なり、「結晶相」も異なることです。 。ガラスの主成分はシリカであり、基本的には非晶質ですが、セラミックは結晶質です。

クリスタルのステップが密に配置されており、基本的に「ガラス相」はなく、Apple、Huawei、Honorなどのメーカーでもガラスは基本的にガラス相です。セラミック ガラスには、非常に少量の「微結晶相」しかありません。

動画では、実は携帯電話の発売当初からUPは裏蓋のドラゴンクリスタルセラミックに興味を持っていたと述べていますXiaomi Mi 14 Ultraの。シャオミは記者会見で、ドラゴンクリスタルセラミックスはセラミックスの温かみのある質感を持ち、強度と耐摩耗性が高く、通常のセラミックスよりも50％軽いと述べた。

さらに重要なことに、Xiaomiは記者会見で、ドラゴンクリスタルセラミックスは熱処理プロセスを通じて小さな結晶で構成される多結晶セラミックスであると述べました。しかし、陶器は本質的に結晶であるため、彼は混乱しました。

アップル社の裏表紙「スーパーポーセレンクリスタルガラス」など、ガラスセラミックの宣伝でドラゴンクリスタルセラミックスに関する同様の記述が頻繁に登場するiPhoneはガラスセラミックの一種です。

AppleによるiPhoneのウルトラセラミックガラスバックカバーの製造工程の部分的な説明

このUPは以前に公開したものですAppleは、iPhone 12のバックカバーの素材分析を詳細に実施し、バックカバーの化学元素の割合に関する詳細なデータを提供しました。

iPhone 12の裏蓋の顕微鏡写真

当時のiPhone 12の背面には「スーパーセラミッククリスタルガラス」が採用されていましたAndroid陣営のHonorなどのメーカーも同様の「スーパーポーセレンクリスタル」バックカバー製品を発売しており、当時業界ではスーパーポーセリンクリスタルガラスが話題となりました。

ビデオの最後で、UPは、検査結果が出る前に、Xiaomi Longjingセラミックが何であるかはまだ100％確実ではないことを強調しました裏蓋はガラスではないため、実験結果が重要になります。

2月29日午後14時36分、実験が正式に開始されました！

UPXiaomi Longjing セラミック ガラス バック カバーを XRD テスター (X 線多結晶回折計) に入れてテストします。このタイプの装置は、物質の内部微細構造を研究するためによく使用されます。

いくつかの結果はすぐに得られ、UPはすぐに2月29日午後4時20分頃に新しいビデオを公開しました。

iPhoneのウルトラセラミックガラスバックパネルのメインクリスタルによるバックカバーの表層のテスト結果から判断します。

Xiaomi Longjing Ceramics 溶解プロセスを経て結晶化した長石を含む結晶化ガラス。

興味深いことに、UP は Xiaomi 14 Ultra のフロントパネルのドラゴン クリスタル ガラスに対しても同じテストを実施しました。テストの結果、ドラゴン クリスタルが使用されていることがわかりました。ガラス前面パネルとドラゴンクリスタルセラミックバックカバーの波位相はほぼ同じです。

その後のUPでは、裏蓋を切断し、粉末に粉砕し、内部成分をさらに分析します。彼らは、炎光度測定、蛍光 X 線分析計 (XRF) テスト、SEM 電子顕微鏡分析、およびその他の方法を使用して、ドラゴン クリスタル セラミック バック カバーをテストします。

その直後、同日29日午後17時54分、UPは2回目のテスト動画を公開しました。

2 番目のテストビデオでは、UP がビッカース硬度計で Xiaomi Longjing セラミック バック カバーの別の硬度テストを実施しました。ビッカース硬度テストはモース硬度テストよりも正確です。

テストレポートによると、Xiaomi 11 Ultraの白いセラミックバックカバーのデータは1344-1392HV、Honor Magic3 Ultimateセラミックバックカバーのデータは1414-1446HV、Honor Magic6ガラスバックカバーのデータは938- 1195HV、および Xiaomi Mi 14 のデータウルトラ ドラゴン クリスタル セラミック バック カバーのデータは 796-915HV、ドラゴン クリスタル ガラス フロント パネルのデータは 700-919HV です。

これは、最初のテストビデオの結論をさらに証明しています。ドラゴンクリスタルガラスのフロントパネルとドラゴンクリスタルセラミックのバックカバーの素材は基本的に同じであり、それらはおそらくリチウム長石を含む結晶化ガラス片です。結晶。

3月1日19時35分、SEM電子顕微鏡検査結果と予備成分含有量結果が発表されました。

Xiaomi Longjing セラミック バック カバーの断面電子顕微鏡写真から判断すると、このカバーには球状の微結晶があり、明確な結晶化プロセスがあり、結晶含有量は UP が以前にテストした他の製品よりも高いです。 。

組成分析結果から判断すると、Xiaomi Dragon Crystal セラミックバックカバー内には、含有量が最も高い 2 つの結晶があります: リチウム長石 (Li[ALSi4O10]) と二ケイ酸リチウム (Li2Si2O5) ですが、具体的な比率はまだ決定されていません確認する。

3. 「公式」: ガラスセラミックスは、結晶が含まれているかどうかによって異なります

もちろん、UP が疑問を提起し実験を行ったとき、Xiaomi はいくつかの「非肯定的な回答」も行いました。 「。」

シャオミグループ広報部ゼネラルマネージャーの王華氏は、微博でシャオミ龍井ガラス事件に関する関連ブロガーのコメントをリツイートし、自身の見解を述べた。

王華氏は投稿しました:「科学の普及の意義は、理解したい人のために知識を増やすことであり、ペースを決めたい人に自分の間違いを気づかせることではありません。目を覚ますことができない人、ふりをする人「リズムをリードできない人々の認識は、もちろん、科学の普及は勝ち負けを議論するために使用されるものではありません

特にブロガーの Wang Hua が転送した Weibo の投稿を見てください。」材料科学の観点からセラミックスが必要かどうかは、結晶構造が存在するかどうかを確認することです。硬度が 7 以上でなければセラミックであるという意味ではありません。

セラミックスは結晶材料であるのに対し、ガラスセラミックスは多結晶構造を持ち、ガラスとセラミックスの二重の特性を備えていることに加えて、ガラスセラミックスは「高温耐性を継承している」と述べました。高強度、高硬度、化学的安定性、低膨張係数に加え、セラミックス特有の耐食性を備え、その独特の光透過率により、Xiaomi Mi 14 Ultraのバックカバーなど、多くの用途に使用できます。」

同時に、彼はXiaomiが記者会見でLongjingセラミックスが「多結晶セラミックス」であると明確に述べるのが合理的であると信じています。

このブロガーがブログ投稿でAppleの公式プロモーションページを引用していることは注目に値します。AppleのiPhone 15 Proで使用されているスーパーセラミックパネルは、英語の公式Webサイトでは「セラミックシールドフロント」と訳されています。英語。

4. プラスチックや金属からガラスやセラミックに至るまで、携帯電話の素材の技術革新は続いています

近年、セラミック製の携帯電話のバックカバーはますます希少になってきており、通常はトップフラッグシップモデルの「超大型カップ」のみとなっています。または限定版のみが使用されます。

当社の一般的な主力携帯電話は通常、ガラス製の背面カバーを使用しており、一部の中級から低価格モデルにはプラスチック製の背面カバーが使用されています。全体として、ガラスのバックカバー + 金属製のミドルフレームは、現在の主力携帯電話の通常の構成です。

機能電話の時代には、プラスチック製の背面カバーが主流であり、その安さ、落下耐性、耐衝撃性で人気があります。

2015年に発売されたSamsung Galaxy S6は、携帯電話のバックプレーンガラス素材の時代を迎えた代表的なモデルと言えます。ガラスは比較的高度な質感を持ち、信号を妨げません。しかし、その壊れやすい特性もあります。メーカーは常に、より「強い」ガラス素材を開発しています。

これが、Apple、Huawei、Honor、Xiaomi などのメーカーが、ガラスのバックカバーとスクリーンのフロントパネルの強度を高めるために、結晶化プロセスを通じてガラス素材にさらに多くのクリスタルを追加している理由です。

同時に、2016年に発売されたApple iPhone 7シリーズはすぐに金属製のバックカバーを普及させましたが、信号の弱まりはユーザーエクスペリエンスにある程度の影響を及ぼし、金属の耐傷性も理想的ではありませんでした。依然としてガラス素材が主流です。

iPhone 7 시리즈

유리와 비교하면 세라믹은 경도가 유리에 비해 훨씬 높으며, 비용과 가공 난이도도 유리에 비해 훨씬 높습니다. 세라믹은 경도가 높지만 낙하 저항성이 유리만큼 좋지 않고 "깨지기 쉽습니다". 따라서 제조업체는 구조적 강도를 높이기 위해 세라믹 공정을 계속 개선하고 있습니다.

Xiaomi의 첫 번째 세라믹 후면 커버 휴대폰은 2016년에 출시되었으며 흑백으로 제공됩니다. 그러나 Gionee는 2015년에 진정한 의미에서 최초의 세라믹 후면 커버를 갖춘 Gionee Tianjian W808을 출시했습니다. 세라믹 뒷면 커버.

Huawei Mate 60 RS Extraordinary Master Red 버전의 세라믹 후면 커버와 같이 세라믹, 특히 유색 세라믹 후면 커버의 제조 공정은 매우 어렵고 비용이 매우 높으며 수율도 낮습니다. 화웨이는 레드 세라믹 소결 공정에서 처음으로 희토류 원소 세리아를 첨가했으며, 1,400도의 고온과 50개 이상의 제조 공정을 거쳐 마침내 내부와 외부 모두 균일한 전신 레드 세라믹을 생산했습니다. 밖의.

Huawei Mate 60 RS Extraordinary Master "Rui Hong"

결론: 휴대폰 소재는 '복합' 쪽으로 발전하고 있으며 기술 혁신의 잠재력은 여전히 ​​유망합니다

샤오미 용정 세라믹 사건을 다른 각도에서 바라보기 휴대폰 제조업체와 공급망 제조업체는 이미 "서로의 장점을 학습"하여 휴대폰 소재를 반복하고 있음을 알 수 있습니다. 예를 들어 "유리 세라믹"은 세라믹의 경도와 인성, 투명성을 고려할 수 있습니다. , 그리고 유리의 광택.

실제로 그러한 예가 많이 있습니다. Apple의 티타늄 미들 프레임은 실제로 알루미늄과 티타늄의 융합으로 미들 프레임에 알루미늄의 뛰어난 열 전도성과 티타늄의 높은 강도, 인성 및 가벼운 무게를 고려합니다.

요즘 스마트폰 기술의 반복은 소프트웨어와 하드웨어가 함께 발전하는 것입니다. 스마트폰이 고급형으로 발전하고 제품 사용 경험에 대한 사람들의 요구가 점점 더 높아짐에 따라 휴대폰 소재 기술의 혁신 가능성은 더욱 커지고 있습니다. 여전히 훌륭해요.

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