手錶作為人們度量時間的一種儀器是從十九世紀六十年代末開始出現的。其種類繁多,從大多數人都戴過的機械錶、電子錶,再到伴隨著智慧手機的配套發展衍生智慧手錶的市場投放,手錶材質更是多種多樣。高效能陶瓷材料成品光澤度好、硬度高,且不易變色生鏽,與許多不鏽鋼材料相比重量更是大大減輕,且經過幾十年的發展,手錶外觀件硬材料體系更是不斷豐富,目前包括WC基硬質合金、TiC基金屬陶瓷、TiN基陶瓷、氧化鋯陶瓷等,現常應用於錶殼、表圈、錶盤三處。
下面舉例以下幾種陶瓷材料在手錶中的應用:
1.氧化鋯陶瓷
這是在手錶行業中目前採用最多的陶瓷材料。過程是將晶粒尺寸約為千分之一毫米的極細氧化鋯、稀土元素、粘合劑等混合均勻,然後進行造粒,透過陶瓷粉末注射成型技術製得規定好的錶殼和錶帶等配件的形狀,然後再脫脂爐中進行脫脂,最後進行高溫燒結。初步成型產品還需根據最後的表面效果進行反覆打磨拋光,來提升錶殼錶帶美感與質感。
包括華為、蘋果、榮耀、小米在內的公司推出的智慧陶瓷手錶其材質都為氧化鋯陶瓷。
圖.Apple Watch Edition(精密陶瓷款)via網路
2.碳化鈦陶瓷+金屬合金混合物
超薄:全球首例Ceramos陶瓷材質,出現於2011年瑞士雷達表True Thinline真我係列超薄款手錶上,當時是全球最薄的高科技陶瓷腕錶。其材質主要包括碳化鈦及金屬合金混合物,能承受高達1.0×108Pa的力,硬度在1400~1900HV。
圖.True Thinline真我係列超薄陶瓷腕錶白色款via網路
此款手錶生產採用了特殊的材質工藝,對白色陶瓷元件進行等離子處理。在溫度高達20000℃的特殊設計熔爐中,等離子體柱啟用的氣體會滲入到高科技陶瓷中,永久改變其表面的分子結構。陶瓷本身溫度達到900℃時顏色會呈現灰色金屬變化,僅改變顏色不改變結構,也不會影響陶瓷屬性,高硬度、耐磨損、輕盈低過敏性依舊優越。
超輕:雷達2016年推出Ultra Light超輕限量版手錶所使用的超輕高科技氮化矽陶瓷,重量僅為普通高科技陶瓷材質的一半,硬度更高且更耐磨。
3.碳化硼陶瓷+黃金貴金屬
此種方式製成的陶瓷複合材料是由宇舶製表工廠同瑞士洛桑聯邦理工學院在2011年底聯合研發推出的“魔力金(Magic Glod)”。工藝步驟如下:
①粉末填充與生坯定型:將碳化硼陶瓷粉末匯入矽質模具中,然後透過2.0×108Pa的冷壓處理致陶瓷粉末定型成陶瓷圓筒;
②坯體燒結:冷壓成型後的陶瓷圓筒放置特製機器中,透過2200℃的高溫和1MPa的壓強使陶瓷微粒凝結成堅硬的整體;
③黃金澆鑄:將24K純金在1100℃的高溫下熔化成為液態後灌注至坯體中,黃金分子可以填補陶瓷圓筒分子間的空隙,兩種物質分子相互融合;
④最終融合成金:繼續施以高溫高壓,直至黃金分子滲透於陶瓷圓筒坯體的每一處空隙,打成兩種材質的無縫融合後即可煉成堅硬無比的魔力金。