当我们谈论手机材质时,我们谈论什么

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2014-05-06 12:52

当我们讨论手机材质的时候,我们其实在讨论塑料、金属、玻璃这三种主要材质的区别。三星是万年不变的塑料党,苹果全面拥抱镁铝合金,所有手机的前面都覆盖着一块玻璃。

从工程角度来看,塑料是一种更加优异的材质:重量更轻、不会阻挡无线信号、容易制造、原料便宜。但是现在,越来越多公司大胆采用金属材质,比如 HTC 的旗舰机型,还有国内的 vivo 此前也曾经尝试推出金属机身的机型。

在塑料党和金属党开始混乱地争吵之前,让我们来看一下 AnandTech 对这三种材质的分析。

塑料

目前手机上最常见的塑料是聚碳酸酯(polycarbonate)。三星的 Galaxy S 和 Note 系列,以及诺基亚的 Lumia 系列,均采用这种材料来制造外壳。Lumia 外壳手感之好,甚至改变部分人对塑料材质的印象。聚碳酸酯最大的优点是,它不会减弱手机无线电信号,具体可以参考来自北德克萨斯大学相关的研究报告

尽管有着不会阻挡手机信号,价格便宜的优点,塑料也有着明显的缺点,它不是优良的热导体。换言之,如果是采用塑料材质的手机/平板,它的处理器以及图形处理器的频率,其实会比采用金属机身手机/平板的低。在这个表格里,标注了不同材料的热导率。(热导率定义为单位截面、长度的材料在单位温差下和单位时间内直接传导的热量)其中,铝的热导率为 205 W/mK,镁是 156 W/mk,玻璃是 0.8 W/m*k,聚碳酸酯是 0.22 W/m*k

聚碳酸酯很优秀的抗冲击性,但它的灵活性在当下变得更轻更薄的智能手机却成为了的问题。现在,即便是手机的后壳,现在也嵌入了无线电元件,然后当后壳变得弯曲,它们就被扯向一边,没办法回到原位。结果手机容易出现信号问题。比如说 xda 论坛上,就有用户抱怨过 One X 被压了之后,无法接收 Wi-Fi 和蓝牙信号,解决方法是,需要加固 One X 的后壳结构,避免它变得弯曲。

金属

目前,手机平板上主要采用的金属是铝,也是本文要讨论的材料。铝的优势是,硬度高,结构上能够保护手机内部的元件。和汽车相比,手机没有所谓的撞击缓冲区,它所有的就是外壳这一层保护。所以,外壳要足够坚硬,避免内部的东西被压坏。

不过,AnandTech 说全金属机身的手机,更加容易接收信号。这个结论由此前它对比 iPhone 4 与 iPhone 3GS 的手机信号而得出。他的结论是,金属的外部天线,会比内部天线的更易接收信号,性能也更好。即便是今天,也可以从 Sprint One M8 和 Sprint Galaxy S5 之间比较中得出这个结论。

也得益于硬度高的优点,金属机身的手机表面往往更难划损,虽说现在基本对金属表面进行阳极氧化处理,划损之处会露出表面下方的金属。热导率高是金属材质另外一个优点,这能够让处理器完全发挥性能。T-Rex 中 Galaxy S5 与 HTC One M8 得分的差异,很能说明问题。

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金属材质虽有种种优点,但缺点也不可避免,若使用它制造手机外壳,那么手机就不可能采用内部天线,需要用塑料或玻璃在外壳制造窗口,让无线电信号通过。这意味着,手机各个方向所接收到的信号强度并不是均匀的。而随着金属裸露在外头,当人手偶尔触碰到它时,就会导致信号强度降低。

金属硬度高,所以能够为内部元件提供更好的保护。但是,当它摔下之后,也更容易产生创伤似的痕迹。因为加工的成本,金属机身也往往意味着最终产品将更加昂贵。另外,更高的热导率,也往往意味着金属手机容易变烫/冰凉,塑料手机的握感会更加舒适。

从材质角度来看,镁其实是一种比铝更好的材料。它比铝的密度小,单位质量更轻,更高热导率,高硬度,抗刮花,更好的信号通过率。但目前来说,将镁运用在设备外壳当中,依然是不切实际的,原因是镁极易发生氧化反应,如果表面不进行处理,镁很快就会被锈蚀。

玻璃

玻璃是除塑料和金属以外第三大广泛应用于移动设备的材料。在这三种材料当中,玻璃的硬度和抗冲击力是最好的,但同时也是最易碎,脆弱的,容易损毁,因为玻璃的弹性非常有限。现在,铝硅酸盐玻璃要比 Gorilla 玻璃更加常见。

玻璃的热导率,介于金属和塑料之间,但其实只比塑料稍微高一点;对无线信号的影响,也并不明显,换言之使用玻璃为外壳,手机可以内置天线。当然了,玻璃最大的弱点是易碎,另外是不易改变形状,所以当我们看到手机使用玻璃作为外壳材质时,通常只是一个平面。

不过现在的手机,往往混合使用多种材料来制造外壳。比如说,塑料的热导率不好,那么可以使用镁制作的中框,把热量尽快传导到屏幕或其他部位中去。混合多种材料来制造外壳,可以弥补相互之间的弱点,比如说,在聚碳酸酯中添加 ABS 工程塑料,就可以显著增加它的硬度。而防散射涂层,则让玻璃摔碎时,不至于变成碎片,掉落四处。而新的无线信号接收技术,让全金属机身手机成为可能。

 

题图来自 todaysiphone

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