破案了！小米龙晶陶瓷：陶瓷相，玻璃芯

作者 | 云鹏

编辑 | 心缘

陶瓷被碰瓷？最近，“小米龙晶陶瓷是不是玻璃”这事一时间成为了科技数码圈的“第一大瓜”，引起了产业人士和消费者的高度关注。

关于陶瓷和玻璃的材料学讨论，也将苹果、华为、荣耀等厂商都“卷”了进来，“超瓷晶玻璃”、“微晶玻璃”、“晶体”、“玻璃陶瓷”等名词开始被人们所认知，一场手机材料学大科普席卷科技圈。

智东西3月6日报道，就在今天凌晨1点20分，B站科技区UP胜利文绉绉正式发布了关于小米龙晶陶瓷的“大结局”视频。

根据实验室最终测试报告，他得出结论：“小米龙晶陶瓷是玻璃。”

更准确地说，小米龙晶陶瓷是一种晶体含量高达88%的微晶玻璃，而晶体是陶瓷的主要微观结构。

实验室检测报告

根据陶瓷领域权威著作《陶瓷导论》，小米龙晶陶瓷可以属于陶瓷学的大分类。

这一定程度上说明，小米对其背板材料命名为“龙晶陶瓷”是有其来源的。

这位UP也坦言，小米的龙晶陶瓷是微晶玻璃里面结晶度最高的，小米必然需要付出更多的制造时间和制造成本，小米的技术研发实力是值得肯定的。

不同机型材料断面对比

一场持续了5天7小时零17分钟的、关于小米手机后盖材料的空前讨论，终于划上了阶段性休止符。

为什么从周四下午开始做实验到今天，过去了这么久？这位UP给出了令所有人都没有想到的答案：不可抗力——实验室放假了！（谁也别想让测试员加班[dog]）。

众所周知，小米在手机陶瓷材料的研发上是国内安卓手机厂商中走的最早的一批，小米旗舰机的陶瓷版也一直是米粉们呼吁颇高的版本。对于一家中国上市科技巨头来说，其产品中使用的“陶瓷”材料究竟是不是“玻璃”，是一个非常重要的原则性问题。

况且，现在正值小米手机冲击高端市场的关键时期。

这也是为何消息一出，科技圈就瞬间“炸了锅”。

实际上，手机材料技术发展至今，各种材料之间的优势融合互补已经成为了大趋势。小米集团公关部总经理王化于2月29日在微博上转发了相关博主关于小米龙晶玻璃事件的言论。

该博主认为，小米龙晶陶瓷是一种玻璃陶瓷，而玻璃陶瓷是“先进陶瓷的分支”，继承了陶瓷耐高温、耐腐蚀、高强度、高硬度、化学稳定性、低膨胀系数，同时兼顾玻璃的透光性，小米在发布会上明确说龙晶陶瓷是“多晶体陶瓷”，是合理的。

实际上，苹果iPhone 15 Pro使用的超瓷晶面板，在英文官网中的翻译为“Ceramic Shield front”，Ceramic在英文中有“陶瓷”的相关释译。

业内对此事关注度较高，一方面也是因为该事件发生的节点。

今年2月3日，雷军发微博透露，为了全力以赴开展小米汽车业务，原负责Redmi品牌的卢伟冰会转而领导小米手机业务线，与此同时，王腾将接棒管理Redmi业务。这样的高层调整，一方面显示出小米对汽车项目的高度承诺和期望，另一方面也释放了一个重要信息：雷军要专心搞汽车了。

Lei Jun a posté sur Weibo les 3 et 4 février

Au début, Lei Jun effectuait des ajustements importants et commençait à se concentrer sur le développement automobile, l'industrie accordera inévitablement une plus grande attention aux tendances de l'activité de téléphonie mobile de Xiaomi.

Selon les informations sur la chaîne d'approvisionnement, les commandes pour l'ensemble de la série Xiaomi Mi 14 ont été augmentées de 40 %. Wang Hua, directeur général du département des relations publiques du groupe Xiaomi, a également mentionné dans la transmission des messages Weibo d'autres dirigeants de Xiaomi que le Xiaomi Le Mi 14 Pro Titanium Special Edition est également en phase de réapprovisionnement. Bien que la dénomination des matériaux du produit ait suscité une certaine controverse, il n’en demeure pas moins que les ventes de la série Xiaomi Mi 14 sont en plein essor.

Bien que l'incident de la céramique Xiaomi Longjing soit pratiquement terminé, la recherche sur les matériaux pour téléphones mobiles se poursuit, des plastiques et métaux au verre et à la céramique, les percées technologiques dans les matériaux pour téléphones mobiles resteront l'un des domaines importants de l'innovation technologique des téléphones mobiles. pendant longtemps.

À 9 heures du matin, heure de Pékin, Xiaomi n'a pas répondu à la dernière vidéo publiée par cette UP.

(Les images pertinentes citées dans cet article sont issues des vidéos publiées par l'UP)

1 Cinq tests professionnels pour trouver des réponses, la définition de la céramique devient la clé

Dans la vidéo "Finale", les résultats de l'UP. rapport d'essai final de l'expérience Une explication plus détaillée a été donnée.

Sur la base de cinq tests professionnels : SEM, XRD (raffinement), XRF, photométrie de flamme et titrage chimique, le laboratoire a produit un rapport de test. Un bref résumé montre que la teneur en cristaux de la céramique Xiaomi Longjing est d'environ 88 %. , la teneur en amorphes est d'environ 12 %.

Selon le rapport, la proportion la plus élevée est le feldspath de lithium, avec une teneur de 43 % ± 2 %, le disilicate de lithium se classe deuxième, avec une teneur de 34 % ± 2 %, et le lithium silicium aluminium se classe troisième. la teneur en pierre est de 11 % ± 2 %. De plus, les céramiques de cristal de dragon contiennent 12 % ± 2 % de phase amorphe et d'autres composants. La phase amorphe est principalement la phase vitreuse.

En termes simples, la céramique Xiaomi Longjing a à la fois la même structure cristalline que la céramique et la même structure amorphe que le verre.

En fait, la principale source de polémique vient de quelle est la définition de la « céramique » ? Quels types de matériaux peuvent être définis comme céramiques ?

Selon la vidéo, dans le domaine académique de la céramique, les céramiques sont des « produits formés par frittage de matières premières en poudre. Cependant, dans le domaine des téléphones portables, les céramiques que le public comprend font généralement référence à la « zircone », qui est également le dos en céramique actuel des téléphones portables. Le matériau principal de la carte.

Dans le livre "Smart Terminal Ceramics", l'auteur Xie Zhipeng a écrit : "Les céramiques de terminaux intelligents les plus couramment utilisées sont des matériaux céramiques nano-zircone à haute résistance et haute ténacité..."

Grâce à Xiaomi Céramique Longjing Le panneau arrière peut être classé comme "transparent", donc l'essentiel de cet UP veut savoir si la céramique Xiaomi Longjing est une céramique transparente ou une vitrocéramique.

Il a découvert que les céramiques transparentes et les vitrocéramiques ont des définitions différentes dans les manuels scolaires. Dans la plupart des manuels, les céramiques transparentes appartiennent à la céramique et la vitrocéramique apparaît généralement dans les manuels sur la classification du verre.

Il est mentionné dans le manuel "Inorganic Non-metallic Materials" que la vitrocéramique, également connue sous le nom de jade microcristallin ou vitrocéramique, est un verre qui a été uniformément transformé par traitement thermique, irradiation lumineuse ou traitement chimique sous l'action d'un catalyseur ou agent de nucléation cristalline. Un grand nombre de minuscules cristaux sont précipités pour former un matériau multi-composite qui combine des phases cristallines denses avec du verre.

Ainsi, à l'intérieur de la vitrocéramique, il y a à la fois des cristaux et des phases vitreuses amorphes. Par conséquent, il est très critique de savoir si la phase amorphe dans les résultats des tests expérimentaux est la phase vitreuse.

Au cours de l'expérience, ils ont comparé la céramique Xiaomi Dragon Crystal avec la coque en cristal super céramique de l'iPhone 12. Ils ont découvert que sans utiliser d'acide fluorhydrique pour corroder la phase vitreuse, ni l'un ni l'autre ne pouvait photographier la section transversale des cristaux avec un microscope électronique.

Après avoir utilisé de l'acide fluorhydrique pour graver la phase vitreuse, les deux peuvent prendre des photos de microcristaux clairs en coupe transversale.

La raison est que le verre et la céramique sont préparés de différentes manières, donc même si la céramique et le verre ont tous deux une phase vitreuse, la phase vitreuse dans le verre sert de phase liante et est uniformément répartie dans tout le matériau. les verres rencontrent les microcristaux Wraps afin que les microscopes électroniques ne puissent pas photographier les cristaux.

Cependant, dans les céramiques traditionnelles, la répartition de la phase cristalline et de la phase vitreuse est très probablement inégale, de sorte que même sans corrosion par l'acide fluorhydrique, des cristaux peuvent être trouvés directement sur la section transversale avec une forte probabilité.

Enfin, l'UP a conclu que la céramique Xiaomi Longjing est un type de vitrocéramique.

Alors finalement, est-il possible que la Xiaomi Longjing Ceramic, ce type de vitrocéramique, soit un type particulier de céramique ?

Dans le domaine de la céramique, "Introduction à la céramique" est l'un des livres les plus faisant autorité, qui définit la céramique comme l'art et la science de la fabrication et de l'application de produits solides composés de matériaux inorganiques non métalliques comme base composants . De ce point de vue, les céramiques Xiaomi Longjing peuvent appartenir à la classification générale des céramiques.

2. À la recherche de la source, le test de dureté est devenu le point de départ de la polémique

Alors comme un "gros melon" répandu dans tout le cercle technologique, quel est le début et fin de cet incident ? Tout a commencé lorsque cet UP a obtenu le Xiaomi Mi 14 Ultra qu'il vient d'acheter dans l'après-midi du 28 février.

Cet UP a effectué un test de dureté Mohs sur la coque arrière en céramique dragon crystal du Xiaomi Mi 14 Ultra. Il a montré des rayures à partir du niveau 6 et du niveau 7. Les rayures de qualité sont plus évidentes.

Cette performance est plus proche du verre cristallisé testé par cette UP auparavant. Généralement, la dureté Mohs de la zircone, composant principal de la céramique, se situe autour de 7,5.

Cet UP a également effectué un test de dureté sur la coque arrière du Huawei Mate 60 RS Extraordinary Master Edition. Le panneau arrière est également annoncé comme un matériau en céramique. , et le test réel La plaque arrière en céramique est résistante aux rayures au niveau 7.

En conséquence, cet UP avait des doutes sur le matériau réel de la coque arrière en céramique de cristal de dragon du Xiaomi Mi 14 Ultra, et a ensuite testé le cristal de dragon à l'aide d'un stylo de test de dureté cristalline. La coque arrière en céramique cristalline a été testée et présente également des rayures au niveau 6.

Pendant un certain temps, le dicton « La céramique Xiaomi Longjing est du verre » a commencé à fermenter rapidement sur le marché.

Il y a aussi beaucoup de farceurs sur Internet :

Il y a aussi beaucoup de "mathématiciens" qui ont commencé à utiliser des formules pour prouver ：

La blague est une blague, quels sont les faits ? La coque arrière en céramique du Xiaomi Longjing est-elle en céramique ou en d'autres matériaux ? À ce sujet, Bit UP a procédé à un démontage et à une analyse plus approfondis de la coque arrière du téléphone et a publié une vidéo intitulée "Le Dragon Crystal Ceramic du Xiaomi Mi 14 Ultra Ceramic" vers 3 heures du matin le 29 février, dans laquelle il en a discuté ? l'incident. Le début et la fin détaillés, ainsi que ce que je ferai ensuite, sont décrits plus en détail.

Après avoir découvert le problème lors du test de dureté, l'UP a retiré la coque arrière du téléphone et a gratté l'intérieur de la coque arrière avec du métal, et trouvé Le revêtement bleu s'est décollé et le matériau de la coque arrière est "transparent".

Le verre étant une sorte de cristal amorphe et lui-même transparent, toutes les coques arrière des téléphones portables sont colorées en interne. Cependant, la céramique formée par frittage présente elle-même sa propre couleur et n'est pas transparente.

En plus de la transparence, l'UP a également mesuré le poids de la coque arrière. Les résultats de mesure ont montré que son poids est proche de celui de la coque arrière en verre du téléphone portable, tous deux pesant environ 26 grammes. , tandis que la coque arrière traditionnelle en céramique du téléphone portable Le poids de la coque est généralement supérieur à 43 grammes.

Bien entendu, les résultats des tests de transparence, de poids et de dureté ne signifient pas nécessairement qu'il s'agit de verre, mais dans une certaine mesure, cela se voit Il est peu probable que la céramique Longjing soit un matériau céramique conventionnel (zircone), c'est pourquoi l'UP a pris rendez-vous avec le laboratoire pour une analyse plus approfondie de la composition.

Pourquoi devons-nous analyser les ingrédients ? En fait, la définition académique large de la céramique est un matériau inorganique composé de cristaux, donc si Xiaomi trouve un matériau cristallin transparent, il peut également être appelé « céramique ».

Actuellement, les « céramiques transparentes » sont principalement le nitrure d'aluminium, l'oxyde d'aluminium, l'oxyde d'iridium, etc. Ces matériaux sont généralement utilisés dans le domaine militaire, ou des lasers haute puissance. L'extrémité émettrice de l'émetteur a un coût plus élevé.

L'oxyde d'aluminium est relativement couramment utilisé dans le commerce et est également appelé « saphir ». Cet UP estime que la possibilité que la coque arrière en céramique du Xiaomi Longjing soit en saphir n'est pas élevée.

Le verre et la céramique sont des matériaux silicatés. La principale différence réside dans la teneur en divers éléments et dans les différentes « phases cristallines ». Le composant principal du verre est la silice, qui est essentiellement amorphe, tandis que la céramique est cristalline.

Les étapes cristallographiques du cristal sont étroitement disposées et il n'y a fondamentalement pas de « phase vitreuse ». Le verre est fondamentalement une phase vitreuse, même la vitrocéramique privilégiée par Apple, Huawei, Honor et d'autres fabricants n'a qu'un A très. petite quantité de « phase microcristalline ».

La vidéo mentionnait qu'en fait, dès le lancement du téléphone mobile, l'UP était devenu curieux de connaître la céramique de cristal de dragon sur la coque arrière du Xiaomi Mi 14 Ultra. Xiaomi a déclaré lors de la conférence de presse que les céramiques de cristal de dragon ont la texture chaude de la céramique, sont plus solides et plus résistantes à l'usure, et sont 50 % plus légères que les céramiques ordinaires.

Plus important encore, Xiaomi a déclaré lors de la conférence de presse que les céramiques de cristal de dragon sont des céramiques polycristallines composées de minuscules cristaux grâce à un processus de traitement thermique. Mais les céramiques sont par nature des cristaux, ce qui l’a dérouté.

Des descriptions similaires de céramiques de cristal de dragon apparaissent plus souvent dans la promotion de la vitrocéramique. Par exemple, la coque arrière en « verre de cristal de super porcelaine » de l'iPhone d'Apple est un type de vitrocéramique.

Description partielle par Apple du processus de production de la coque arrière en verre super céramique de l'iPhone

Cette UP a déjà effectué une analyse détaillée du matériau de la coque arrière de l'iPhone 12 publié par Apple et a donné les proportions d'éléments chimiques dans la coque arrière données détaillées.

Photo au microscope de la coque arrière de l'iPhone 12

À cette époque, l'iPhone 12 utilisait pour la première fois une coque arrière en « verre de cristal de super porcelaine », et des fabricants tels que Honor dans le camp Android avaient également des « cristaux de super porcelaine » similaires " produits de couverture arrière, donc le verre de cristal de super porcelaine est également devenu un sujet brûlant dans l'industrie à cette époque.

À la fin de la vidéo, l'UP a souligné qu'avant la publication des résultats de laboratoire, il n'est toujours pas sûr à 100% si la coque arrière en céramique du Xiaomi Longjing est en verre, les résultats de laboratoire deviennent donc très critiques.

Le 29 février à 14h36, l'expérimentation a officiellement démarré !

UP Placez le couvercle arrière en verre céramique Xiaomi Longjing dans le testeur XRD (diffractomètre polycristallin à rayons X) pour le test. Ce type d'équipement est souvent utilisé pour étudier la microstructure interne de la matière.

Une partie des résultats ont été obtenus rapidement, et UP a rapidement diffusé une nouvelle vidéo vers 16h20 le 29 février.

À en juger par les résultats des tests de la couche de surface de la couverture arrière par le testeur XRD, la « phase d'onde » testée par Longjing Ceramics Le cristal principal de la plaque.

Résultats des tests XRD de Xiaomi Longjing Ceramics

UP croit dans la vidéo que la couverture arrière de Xiaomi Longjing Ceramics est très probablement un morceau de verre microcristallin avec cristallisation de feldspath, et les cristaux de feldspath sont précipités par le processus de fusion.

Fait intéressant, UP a également effectué le même test sur le verre dragon crystal sur le panneau avant du Xiaomi Mi 14 Ultra. Les résultats du test ont montré que la phase d'onde du panneau avant en verre dragon crystal et de la coque arrière en céramique dragon crystal. sont presque les mêmes.

后续UP会将后盖切开，打磨成粉，进一步分析内部成份。他们将会用火焰光度法、X射线荧光光谱仪（XRF）测试、SEM电镜分析等方法对龙晶陶瓷后盖进行测试。

紧接着，在29日同一天的下午17点54分，这位UP发布了第二弹测试视频。

在第二支测试视频中，UP在维氏硬度测试仪中对小米龙晶陶瓷后盖再次进行了硬度测试，维氏硬度测试相比莫氏硬度测试要更加精准。

根据测试报告，小米11 Ultra的白色陶瓷后盖的数据为1344-1392HV，荣耀Magic3至臻版陶瓷后盖的数据为1414-1446HV，荣耀Magic6玻璃后盖的数据为938-1195HV，小米14 Ultra龙晶陶瓷后盖的数据为796-915HV，前面板龙晶玻璃的数据为700-919HV。

这进一步证明了第一个测试视频中的结论：龙晶玻璃前面板与龙晶陶瓷后盖的材质基本相同，大概率都是一块有透锂长石析晶的微晶玻璃。

3月1日19点35分，SEM电子显微镜测试结果和初步成份含量结果公布。

从小米龙晶陶瓷后盖断面电镜图来看，这块盖板中有圆球形微晶粒，有很明显的析晶工艺，并且晶体含量要高于UP之前测试过的其他微晶玻璃。

从成份分析结果来看，小米龙晶陶瓷后盖内部含量最高的大概率有两种晶体：透锂长石（Li[ALSi4O10]）和二硅酸锂（Li2Si2O5），但具体比例还未确认。

三、“官方”：是不是陶瓷要看有没有晶体，玻璃陶瓷是先进陶瓷分支

当然，在这位UP提出疑问并进行实验期间，小米方面也做出了一些“非正面回应”。

小米集团公关部总经理王化在微博上转发了相关博主关于小米龙晶玻璃事件的言论并给出了自己的看法。

王化发文说道：“科普的意义在于，能够让想要了解的人涨知识，而不在于让想要带节奏的人认识到错误。叫不醒装睡的人，更改变不了带节奏的人的认知，当然科普也不是用来吵架争个输赢。”

具体来看王化转发的这篇微博，该博主认为，从材料学来看，是不是陶瓷要看有没有晶体结构，并不是硬度要大于7才是陶瓷。

他提到，陶瓷是晶体材料，而玻璃陶瓷具备多晶体结构，具有玻璃和陶瓷的双重特性，玻璃陶瓷是“先进陶瓷的分支”，“除了继承了陶瓷耐高温、耐腐蚀、高强度、高硬度、化学稳定性、低膨胀系数以外，独特的透光性让它增加了诸多应用，比如小米14 Ultra的后盖”。

同时他认为，小米在发布会上明确说龙晶陶瓷是“多晶体陶瓷”，是合理的。

值得一提的是，这位博主在博文中引用了苹果官方宣传页面中的说法，苹果iPhone 15 Pro使用的超瓷晶面板，在英文官网中的翻译为“Ceramic Shield front”，Ceramic在英文中有“陶瓷”的意思。

四、从塑料、金属到玻璃、陶瓷，手机材料学技术创新仍在继续

近年来，陶瓷手机后盖正变得越来越少，通常只有各家顶级旗舰机的“超大杯”版本或者限定版才会采用。

我们常见的旗舰机通常采用的都是玻璃后盖，一些中低端机型会采用塑料后盖。整体来看，玻璃后盖+金属中框是目前旗舰机的通常配置。

功能机时代，塑料后盖占据主导，其便宜耐摔、抗冲击力好的特性深得人心。

2015年发布的三星Galaxy S6可以说是开启了手机背板玻璃材质时代的一部代表性机型，玻璃有相对更高级的质感，且不会干扰信号，但其易碎特点，也让厂商们不断研发更“结实”的玻璃材料。

这也是为何苹果、华为、荣耀、小米等厂商纷纷在玻璃材质中通过析晶工艺加入更多晶体，从而提升玻璃后盖和屏幕前面板的强度。

同时期，2016年发布的苹果iPhone 7系列一时间将金属后盖带火，但其对于信号的减弱在一定程度上会影响使用体验，并且金属在抗刮擦能力上表现同样不理想，后续玻璃材质仍然占据主导。

iPhone 7系列

相对于玻璃，陶瓷完全走的是另一条路线，它硬度远超玻璃，成本和工艺难度同样远超玻璃。陶瓷虽然硬度高，但抗跌落能力并不如玻璃，更“脆”，因此厂商们也不断改进陶瓷工艺以提高其结构强度。

小米的第一款陶瓷后盖手机是2016年上市的，有黑色和白色两种，不过金立曾在2015年推出了采用陶瓷后盖的金立天鉴W808，这也是真正意义上第一款采用陶瓷后盖的主流品牌智能手机。

陶瓷，尤其是彩色陶瓷后盖的制造工艺难度是极高的，成本极高，良率较低，例如华为Mate 60 RS非凡大师红色版本的陶瓷后盖。华为在红色陶瓷烧结过程中首次加入了二氧化铈稀土元素，经过1400度高温煅烧以及50余道制作工序，才最重做出了内外一致的通体红色陶瓷。

华为Mate 60 RS非凡大师“瑞红”

结语：手机材料向“复合化”发展，技术创新潜力仍然可期

从另一个角度来看待小米龙晶陶瓷事件，我们能看到，手机厂商和供应链厂商们已经在通过“取长补短”的方式来迭代手机材料，比如“玻璃陶瓷”可以很好地兼顾陶瓷的硬度和玻璃的韧性、透明度、光泽度。

这样的例子其实并不少，苹果的钛金属中框实际上也是融合了铝与钛，让中框兼顾铝的优秀导热能力和钛的高强韧度、低重量。

如今智能手机技术的迭代，都是软硬件齐头并进，随着智能手机向着高端化发展，随着人们对产品的使用体验要求越来越高，手机材料技术的创新潜力，依然很大。

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