Циркониевая керамика в носимых устройствах
Современные «умные» носимые устройства сегодня активно применяются в спорте и медицине — для фиксации физической активности, мониторинга пульса, контроля состояния здоровья. Благодаря развитию технологий искусственного интеллекта такие гаджеты становятся всё более интеллектуальными и в ближайшем будущем превратятся в привычный элемент повседневной жизни.
Почему металл и пластик — не лучший выбор для корпусов носимой электроники
Корпуса большинства носимых устройств сегодня изготавливают из металла или пластика. У каждого из этих материалов есть существенные недостатки.
Металл:
- Хорошо отводит тепло, но это «палка о двух концах»: высокая теплопроводность приводит к нагреву корпуса, что ухудшает тактильные ощущения.
- Металлические детали обычно подвергают анодированию и многослойной окраске. При физических ударах покрытие легко скалывается и окисляется, теряется блеск и портится внешний вид.
Пластик:
- Ощущается дешевле металла и стекла, «премиальность» таких устройств невысока.
- Даже с имитацией кожи, узорами и другими дизайнерскими элементами пластик проигрывает по тактильным ощущениям.
- Теплорассеивание посредственное — перегрев может влиять на стабильность работы устройства.
Техническая керамика из ZrO₂: 6 ключевых преимуществ для носимой электроники
Керамика на основе диоксида циркония (ZrO₂) как материал для корпусов «умных» гаджетов обладает рядом уникальных свойств.
1. Высокая твёрдость и износостойкость
Твёрдость циркониевой керамики по шкале Мооса достигает 8,5, что лишь незначительно уступает сапфиру (9) и заметно превосходит твёрдость большинства металлов и стекол, используемых в электронике. Материал устойчив к царапинам и потертостям. В отличие от анодирования, PVD-покрытий и окрашенного пластика, керамика не выцветает, не стирается и не отслаивается со временем.
2. Гипоаллергенность и комфорт при ношении
Стальные корпуса часов часто содержат никель и другие металлы. Под воздействием солей из пота эти элементы ионизируются и могут вызывать раздражение и аллергию. Керамика не выделяет ионов металлов, а низкая теплопроводность исключает неприятные ощущения от холода или нагрева. Материал биосовместим, приятен к коже и не способствует размножению бактерий.
3. Эффективное рассеивание тепла
Керамика из диоксида циркония обладает отличной способностью к теплоотводу и выравниванию температуры по поверхности корпуса. Это оптимальное техническое решение для отвода тепла от мощных процессоров носимых устройств.
4. Эстетика нефрита и богатство оттенков
По цвету и фактуре полированная циркониевая керамика напоминает благородный нефрит. Легирование редкоземельными элементами и искусственное смешение пигментов позволяют получать разнообразные, насыщенные и стабильные цвета. Это материал премиум-класса, уступающий по декоративности лишь драгоценным камням.
5. Радиопрозрачность и отличная работа с сигналом
Диэлектрическая проницаемость циркониевой керамики в 3 раза выше, чем у сапфира. Это обеспечивает чувствительность сигнала и превосходную электроизоляцию. Керамический корпус:
- не экранирует радиоволны
- поддерживает беспроводную зарядку
- идеально подходит для работы GPS, NFC (платежи, проезд в метро), сотовой связи и Bluetooth
6. Технологичность и доступная цена массового производства
В России и мире уже решены ключевые проблемы получения нанодисперсных порошков ZrO₂, что позволяет перейти к промышленному выпуску керамики. Доступны методы массового формования: сухое прессование, литьё под давлением, шликерное литьё, гель-литьё (гелевое формование). Себестоимость продукции при масштабировании остается низкой.