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氧化鋯陶瓷:智能穿戴的絕佳材料選擇

發布時間:2021-07-01 16:49:55

中國陶瓷CMF設計研究應用平臺

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據IDC最新數據,雖然受到疫情影響,供應商縮減了生產規模,但對可穿戴設備的需求仍保持穩定。2020年下半年,隨著多家供應商推出新產品,包括智能、智能手表和智能手環,2020年全球可穿戴設備的出貨量預計將達到3.96億臺。這比2019年的3.459億個單位增長了14.5%。IDC預測,未來五年的復合年增長率(CAGR)為12.4%,到2024年將達到6.371億個臺。


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一、陶瓷在智能穿戴領域的優勢

目前智能穿戴設備主要應用在運動及健康領域,如記錄運動量、心率檢測等,隨著人工智能技術的發展,智能穿戴設備日益智能化,將會成為我們生活中必不可少的用品。


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現有的智能可穿戴設備的外殼多用金屬或塑料。金屬雖然散熱效果更好,但這也是把雙刃劍,因為金屬的導熱性可能會讓設備變得燙手,影響手感,并且金屬通常使用陽極氧化和多色噴漆處理,如果發生物理碰撞,非常容易掉漆及氧化,減少光澤度,影響美觀;塑料的質感不佳,相比金屬、玻璃產生的溢價感,相對來說較為黯淡,即便廠商不斷加入花紋、仿皮革等不同設計元素,但就手感而言依然較為遜色,散熱效果一般,熱量可能無法及時散去,有可能會影響設備的運行效果。

而作為智能穿戴材料,陶瓷的優點有:

01:高硬度,耐磨損

氧化鋯陶瓷從硬度來看,氧化鋯陶瓷莫氏硬度在8.5左右,非常接近藍寶石9的莫氏硬度,比日常使用的金屬、玻璃硬度都高,不容易產生刮傷或磨痕,與噴塑、陽極、PVD相比克服了脫涂、退色、磨損等讓人不舒服的問題,有比較優勢。


02:親膚性、不過敏

鋼質手表中會含有鎳等物質,汗水中的化學成分(鹽離子)會使表殼上這些金屬元素更加活潑(離子化)會引起皮膚異常。而陶瓷材質不會有金屬離子析出,并且由于熱導率低,佩戴時不易導致過敏,與金屬、塑料相比更親膚,與人體相容性好,不易產生細菌。


03:散熱性、均熱性好

散熱性好,均熱性也好,有效解決設備熱傳導問題,是最佳的散熱方案解決材料。


04:玉石質感,溫潤色澤陶瓷具備玉石的色澤和質感,可通過添加稀土元素,人工調色,顏色多變,美觀大方,可提升產品檔次和消費者吸引力。氧化鋯拋光后有玉一般的質感,是僅次于寶石的高端外觀裝飾材料, 有視覺上美感。


05:不屏蔽信號

介電常數是藍寶石的3倍,信號更靈敏,電絕緣,可實現無線充電,無信號屏蔽,支持智能設備定位、電話、支付、地鐵刷表信號功能。


06:適于批量生產,成本較低

納米粉體國產化關鍵技術已經突破,滿足陶瓷量產,量產成型方法有干壓、注射、流延、凝膠注模等多種,生產成本較低。



二、氧化鋯陶瓷在智能穿戴的應用

氧化鋯陶瓷耐高溫、高強度、超硬度、耐磨損、抗腐蝕,可以拋光且外觀美觀,并且成本較低,是可穿戴的絕佳材料,近年來也被廣泛應用于智能穿戴中。

01:智能手表

1)表殼


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圖  Amazfit 智能手表 2 ,陶瓷表殼


2)表圈


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圖  vivo WATCH,陶瓷表圈


3)背蓋


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圖  華為GT2 Pro,背蓋為陶瓷

4)表帶


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5)外觀裝飾


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圖    Amazfit GTR 璀璨特別版,表圈鑲嵌方晶鋯石


02:智能手環



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03:TWS耳機


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圖  小米Air 2 Pro真無線藍牙耳機 ,背蓋采用溫潤剔透的陶瓷材質



隨著產品功能的日益完善以及5G技術的加持,以智能手表、智能手環、TWS為主的全球智能穿戴市場迅速增長,產業鏈涉及的企業類型包括終端、ODM、電子元器件廠商、結構件廠商、材料企業以及相關設備廠商等,從材質來看,主要涉及玻璃、藍寶石、陶瓷、不銹鋼、鋁合金、塑膠、彈性體等。




(文章來源:艾邦陶瓷展)







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