手機是現代人必不可少的隨身物品,但是你對它瞭解有多少呢?一起來看一看,一部手機裡面藏著多少乾坤吧。
普通金屬種類多
拿起手機,最先看到的是四四方方的外殼。現在,大部分智慧手機均採用全金屬的外殼設計,其加工原料多數為鋁鎂合金,即使是採用塑膠製作機身,外殼內也會摻入溴、鎳等金屬元素。金屬外殼不僅看起來更高檔,強度也提高了,更能保護手機的內部構造。更重要的是,金屬外殼可以減少電磁干擾,保持訊號穩定,更好地實現通訊功能。
開啟後蓋,最明顯的是一塊方形電池,電池中也含有很多金屬元素。目前最主流的手機電池是鋰電池,用鈷酸鋰作為正極,石墨為負極,電極間充滿電解液。電子在電解液中來回運動,這樣才能實現反覆充放電的功能。此外,電池的外殼採用的原料則是金屬鋁。鋁強度比較高,接近或超過優質鋼,但是它的塑性比鋼好得多,同樣強度下,鋁殼可以做得更薄。而且,充放電時電池的體積會發生變化,充電時,鋰離子流向正極,正極體積膨脹;放電時,鋰離子從正極嵌入負極,負極膨脹,用塑性好的鋁殼更能適應電池的體積變化。
電池上方則是主機板,這是整個手機中成本最高的部分,也是含有最多金屬元素的部分。錫和鉛是主機板上含量最大的兩種金屬,它們常用於整合電路板上各部件之間的焊接。錫鉛合金是優質且廉價的焊接材料,合金的強度、硬度和抗腐蝕性比純金屬好得多,即使電路板上某些零部件出了毛病,但連線處的錫鉛合金卻依然牢固。不過,由於鉛具有毒性,近年來,錫鉛合金逐漸被錫、銀和銅組成的合金取代了。
主機板的主要部件是晶片,晶片中也用到了許多金屬。晶片就是一個個微型積體電路,包含有許許多多的電阻、電容和電感等電子元件,這些元件間的導電通路由銅組成。除銅以外,還會在晶片上沉積其它金屬或化合物,比如錫銅或錫金合金,這是為了包圍和保護晶片,保證其內部敏感的感測器的功能不被影響。
手機振動器用到的材料是鎢,因為手機發聲時需要振動器高速旋轉和振動,所以硬度和耐磨性較好的鎢也就成為了振動器的首選。手機聽筒的重要元件由鐵製成,鐵片在磁場的作用下振動,將聲音傳遞到手機的另一頭。此外,鎳用於手機話筒、鋯用於指紋按鍵等,在手機的許多細節裡,也藏著各種金屬。
貴重金屬真不少
除了常見的金屬外,我們熟知的那些貴金屬,比如金、銀、銅、鉑,在手機中也隨處可見。
手機主機板很多元器件都含有黃金。黃金是電的良導體,而且穩定性很好,幾乎永不生鏽。黃金的延展性也很好,1克黃金可拉出3000米比頭髮還細的細絲。這些特性使黃金在手機、電腦等追求小型微型化的電器產品中備受青睞。主機板線路、晶片、介面和插槽、處理器的插座等線路連線處經常覆蓋著幾微米厚的黃金層,充分保障了電流的傳遞。
與黃金相比,銅的價錢要便宜得多,而銅的導電性也不差,因此,在一些對腐蝕效能要求較低的電路中,銅是更常用的導線材料。此外,銅能與鋅、錫、鎳、銀等許多金屬組成合金,並根據它們的導電性、耐蝕性和延展性等特性的不同被用在手機的不同部位。與此相似,比黃金便宜且導電效能相差不大的白銀,也常被用於手機的通電部位。
鉑具有很高的化學穩定性,熔點也很高,常用來製造耐腐蝕的電子元件,比如在手機晶片中,有特殊要求的介面需要用鉑來製作。另外,鉑與鈷形成的合金具有很強的磁性,且磁穩定性很高,也可以用於手機聽筒和話筒的傳聲過程。
富集的稀有金屬
稀有金屬指的是自然界中含量不高的金屬,比如銦族元素、稀土金屬等,但在手機中,這些元素的含量可不少。
手機螢幕中就含有許多稀有金屬元素。我們常見的智慧手機螢幕由多層玻璃及電子元件組成,電子元件的主要成分就是銦族元素,比如摻錫氧化銦,它是一種銦氧化物和錫氧化物的混合物。有了這種物質的加入,螢幕才能將人手的觸控動作轉化成電流,從而響應人們的要求。此外,用於手機螢幕顯色的則是稀土金屬元素,比如鑭、鋱、鐠、銪等,這些稀土金屬離子在受到能量激發時能發出五顏六色的光線,所以被應用在了手機螢幕上。還有部分稀土元素可以阻擋紫外線進入手機。
除了螢幕外,稀土元素還被應用在手機的其他部件中。由稀土元素釹組成的釹鐵硼磁體具有強大的磁性,在手機的電聲部分、影像系統和測控裝置的零配件中都有用到。手機攝像頭應用了包含稀土元素鑭的光學玻璃,具有高折射率和低色散的特性,能有效地擴大鏡頭的視場,改善成像質量。還有一系列稀土元素被用於手機的各個部件,比如鐠、釓、釹合金用於話筒和擴音器,釹、鋱、鏑用於振動單元等。
稀有金屬鉭是微電容的主要組分材料。用鉭製成的電解電容器,具有容量大、體積小和可靠性好等優點,起到儲藏電量、進行充放電的功能,是各種電子器材都必不可少的配件。鉭也是製作電子發射管、高功率電子管等零件的材料,這些零件共同構成了手機的主機板。
現在,你對手機是不是有更多的瞭解了呢?手機的製造使用了多種金屬,有些金屬的含量甚至比同等重量的金屬礦還要高得多,它們都是不可再生資源,因此手機是非常寶貴的。珍惜愛護手機,延長手機使用年限,將舊手機回收利用,這可以讓手機在地球上的壽命更長一些。