手表材质多种多样,高性能陶瓷身处其中扮演什么角色?

手表作为人们度量时间的一种仪器是从十九世纪六十年代末开始出现的。其种类繁多,从大多数人都戴过的机械表、电子表,再到伴随着智能手机的配套发展衍生智能手表的市场投放,手表材质更是多种多样。高性能陶瓷材料成品光泽度好、硬度高,且不易变色生锈,与许多不锈钢材料相比重量更是大大减轻,且经过几十年的发展,手表外观件硬材料体系更是不断丰富,目前包括WC基硬质合金、TiC基金属陶瓷、TiN基陶瓷、氧化锆陶瓷等,现常应用于表壳、表圈、表盘三处。

下面举例以下几种陶瓷材料在手表中的应用:

1.氧化锆陶瓷

这是在手表行业中目前采用最多的陶瓷材料。过程是将晶粒尺寸约为千分之一毫米的极细氧化锆、稀土元素、粘合剂等混合均匀,然后进行造粒,通过陶瓷粉末注射成型技术制得规定好的表壳和表带等配件的形状,然后再脱脂炉中进行脱脂,最后进行高温烧结。初步成型产品还需根据最后的表面效果进行反复打磨抛光,来提升表壳表带美感与质感。

包括华为、苹果、荣耀、小米在内的公司推出的智能陶瓷手表其材质都为氧化锆陶瓷。

图.Apple Watch Edition(精密陶瓷款)via网络

2.碳化钛陶瓷+金属合金混合物

超薄:全球首例Ceramos陶瓷材质,出现于2011年瑞士雷达表True Thinline真我系列超薄款手表上,当时是全球最薄的高科技陶瓷腕表。其材质主要包括碳化钛及金属合金混合物,能承受高达1.0×108Pa的力,硬度在1400~1900HV。

图.True Thinline真我系列超薄陶瓷腕表白色款via网络

此款手表生产采用了特殊的材质工艺,对白色陶瓷组件进行等离子处理。在温度高达20000℃的特殊设计熔炉中,等离子体柱激活的气体会渗入到高科技陶瓷中,永久改变其表面的分子结构。陶瓷本身温度达到900℃时颜色会呈现灰色金属变化,仅改变颜色不改变结构,也不会影响陶瓷属性,高硬度、耐磨损、轻盈低过敏性依旧优越。

超轻:雷达2016年推出Ultra Light超轻限量版手表所使用的超轻高科技氮化硅陶瓷,重量仅为普通高科技陶瓷材质的一半,硬度更高且更耐磨。

3.碳化硼陶瓷+黄金贵金属

此种方式制成的陶瓷复合材料是由宇舶制表工厂同瑞士洛桑联邦理工学院在2011年底联合研发推出的“魔力金(Magic Glod)”。工艺步骤如下:

①粉末填充与生坯定型:将碳化硼陶瓷粉末导入硅质模具中,然后通过2.0×108Pa的冷压处理致陶瓷粉末定型成陶瓷圆筒;

②坯体烧结:冷压成型后的陶瓷圆筒放置特制机器中,通过2200℃的高温和1MPa的压强使陶瓷微粒凝结成坚硬的整体;

③黄金浇铸:将24K纯金在1100℃的高温下熔化成为液态后灌注至坯体中,黄金分子可以填补陶瓷圆筒分子间的空隙,两种物质分子相互融合;

④最终融合成金:继续施以高温高压,直至黄金分子渗透于陶瓷圆筒坯体的每一处空隙,打成两种材质的无缝融合后即可炼成坚硬无比的魔力金。

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