破案了！小米龙晶陶瓷：陶瓷相玻璃芯

　　这事一时间成为了科技数码圈的“第一大瓜”，引起了产业人士和消费者的高度关注。

　　关于陶瓷和玻璃的材料学讨论，也将苹果、华为、荣耀等厂商都“卷”了进来，“超瓷晶玻璃”、“微晶玻璃”、“晶体”、“玻璃陶瓷”等名词开始被人们所认知，一场手机材料学大科普席卷科技圈。

　　智东西3月6日报道，就在今天凌晨1点20分，B站科技区UP胜利文绉绉正式发布了关于小米龙晶陶瓷的“大结局”视频。

　　更准确地说，小米龙晶陶瓷是一种晶体含量高达88%的微晶玻璃，而晶体是陶瓷的主要微观结构。

　　这位UP也坦言，小米的龙晶陶瓷是微晶玻璃里面结晶度最高的，小米必然需要付出更多的制造时间和制造成本，小米的技术研发实力是值得肯定的。

　　一场持续了5天7小时零17分钟的、关于小米手机后盖材料的空前讨论，终于划上了阶段性休止符。

　　为什么从周四下午开始做实验到今天，过去了这么久？这位UP给出了令所有人都没有想到的答案：不可抗力——实验室放假了！（谁也别想让测试员加班[dog]）。

　　众所周知，小米在手机陶瓷材料的研发上是国内安卓手机厂商中走的最早的一批，小米旗舰机的陶瓷版也一直是米粉们呼吁颇高的版本。对于一家中国上市科技巨头来说，其产品中使用的“陶瓷”材料究竟是不是“玻璃”，是一个非常重要的原则性问题。

　　实际上，手机材料技术发展至今，各种材料之间的优势融合互补已经成为了大趋势。小米集团公关部总经理王化于2月29日在微博上转发了相关博主关于小米龙晶玻璃事件的言论。

　　该博主认为，小米龙晶陶瓷是一种玻璃陶瓷，而玻璃陶瓷是“先进陶瓷的分支”，继承了陶瓷耐高温、耐腐蚀、高强度、高硬度、化学稳定性、低膨胀系数，同时兼顾玻璃的透光性，小米在发布会上明确说龙晶陶瓷是“多晶体陶瓷”，是合理的。

　　实际上，苹果iPhone 15 Pro使用的超瓷晶面板，在英文官网中的翻译为“Ceramic Shield front”，Ceramic在英文中有“陶瓷”的相关释译。

　　今年2月3日，雷军发微博透露，为了全力以赴开展小米汽车业务，原负责Redmi品牌的卢伟冰会转而领导小米手机业务线，与此同时，王腾将接棒管理Redmi业务。这样的高层调整，一方面显示出小米对汽车项目的高度承诺和期望，另一方面也释放了一个重要信息：雷军要专心搞汽车了。

　　在雷军做出重要调整，开始专心搞车的初期阶段，业内必然会对小米手机业务的动向抱有更高关注度。

　　根据供应链信息，小米14系列已全系加单40%，小米集团公关部总经理王化也在转发其他小米高管微博时提到，小米14 Pro钛金属特别版也在补货阶段。尽管产品材料命名引起了一些争议，但小米14系列的销售火爆仍是事实。

　　虽然小米龙晶陶瓷事件基本已经告一段落，但手机材料学的研究仍在继续，从塑料、金属到玻璃、陶瓷，手机材料技术突破仍然会长期是手机技术创新的重要领域之一。

　　在“大结局”视频中，这位UP对实验最终测试报告的结果进行了更详细的解读。

　　根据SEM、XRD（精修）、XRF、火焰光度法、化学滴定这五种专业测试，实验室得出了测试报告，简单总结，小米龙晶陶瓷中晶体含量约为88%，非晶体含量约为12%。

　　根据报告，占比最高的为透锂长石，其含量为43%2%、二硅酸锂排名第二，含量为34%2%，排名第三的硅铝锂石含量为11%2%，此外，龙晶陶瓷中包含12%2%的非晶相及其他成份。非晶相主要是玻璃相。

　　简单来说，小米龙晶陶瓷中既有与陶瓷相同的晶体结构，也有与玻璃相同的非晶体结构。

　　其实，争议的主要源头来自于“陶瓷”的定义究竟是什么？到底什么样的材料可以被定义为陶瓷？

　　根据视频所说，在陶瓷学术领域，陶瓷是“由粉状原料经过烧结后形成的制品”，但是在手机领域，大众理解的陶瓷通常就是指“氧化锆”，这也是目前手机陶瓷背板的最主要材料。

　　在《智能终端陶瓷》一书中，作者谢志鹏写道：“智能终端陶瓷目前应用最多的是高强度高韧性的纳米氧化锆陶瓷材料……。”

　　由于小米龙晶陶瓷背板可以被划成“透明”，因此这位UP想要弄清楚的事情，核心是小米龙晶陶瓷是一种透明陶瓷还是微晶玻璃。

　　他发现，透明陶瓷和微晶玻璃在教材中有不同定义，在大部分教材中，透明陶瓷都属于陶瓷，微晶玻璃通常出现在玻璃分类的教科书中。

　　《无机非金属材料学》教材中提到，微晶玻璃，又称微晶玉石或玻璃陶瓷，是玻璃在催化剂或晶核形成剂作用下，经过热处理、光照射或化学处理等而均匀地析出大量的微小晶体，形成致密的晶相与玻璃相结合的多复合材料。

　　所以，微晶玻璃内部，即有晶体，也有非晶的玻璃相，因此实验测试结果中的非晶相是不是玻璃相就非常关键了。

　　在实验过程中，他们将小米龙晶陶瓷与iPhone 12的超瓷晶盖板进行了对比，他们发现，如果不用氢氟酸腐蚀掉玻璃相，两者都无法用电子显微镜拍摄出断面处的晶体。

　　究其原因，玻璃和陶瓷的制备方式不同，所以即使陶瓷和玻璃都有玻璃相，但是玻璃中的玻璃相是作为结合相，在整个材料中均匀分布的，这些玻璃相会包裹住微晶粒，让电子显微镜无法拍出晶体。

　　但是在传统陶瓷中，晶相和玻璃相的分布大概率是不均匀的，因此即使不用氢氟酸腐蚀，其断面处也可以极大概率直接找到晶体。

　　在陶瓷领域，《陶瓷导论》是最权威的书籍之一，其将陶瓷学定义为制造和应用由无机非金属材料作为基本组分组成的固体制品的技艺和科学。从这个角度出发，小米龙晶陶瓷可以属于陶瓷学的大分类。

　　所以作为传遍整个科技圈的“大瓜”，这一事件的始末究竟是怎样的？一切还要从2月28日下午这位UP拿到刚买的小米14 Ultra开始说起。

　　这位UP对小米14 Ultra的龙晶陶瓷后盖进行了莫氏硬度测试，其从6级开始出现划痕，7级划痕较为明显。

　　这一表现与此前这位UP测试过的微晶玻璃较为接近。一般陶瓷的主要成份氧化锆的莫氏硬度在7.5左右。

　　这位UP也对华为Mate 60 RS非凡大师版的后盖进行了硬度测试，其背板同样宣传为陶瓷材质，实测该陶瓷背板在7级不会有划痕。

　　由此这位UP对小米14 Ultra龙晶陶瓷后盖的实际材质产生了疑惑，后其通过晶体硬度测试笔对龙晶陶瓷后盖进行测试，其同样是在6级出现划痕。

　　段子归段子，事实到底如何，小米龙晶陶瓷后盖究竟是陶瓷还是其他材质，为了弄清这件事，这位UP对手机后盖进行了进一步拆解分析，并于2月29日凌晨3点左右发布了名为“小米14 Ultra 的龙晶陶瓷究竟是不是陶瓷？”的视频，他在视频中对事件详细始末、以及后续自己要做的事进行了更细致地描述。

　　在硬度测试中发现问题后，这位UP拆下了手机后盖，并于后盖内部用金属进行刮擦，发现蓝色涂层发生了脱落，后盖本体材质是“透明”的。

　　由于玻璃是一种非晶体，其本身是透明的，因此所有的手机后盖都是在内部进行了上色。但是烧结形成的陶瓷本身就呈现出应有的颜色，并不是透明的。

　　除了透明，这位UP还对这块后盖的重量进行了测量，测量结果表明，其重量与玻璃手机后盖接近，均为26克左右，而传统陶瓷手机后盖的重量通常在43克以上。

　　当然，透明、重量和硬度测试的结果并不一定代表它就是玻璃，但一定程度上说明龙晶陶瓷不太可能是常规陶瓷（氧化锆）材质，为此这位UP预约了实验室进行更进一步的成份分析。

　　为什么还要分析成份？实际上，陶瓷在学术上的广义定义是由晶体组成的无机材料，所以如果小米找到了一种透明的晶体材料，也可以称之为“陶瓷”。

　　目前“透明陶瓷”主要是氮化铝、氧化铝、氧化铱等，这些材料一般用于军工领域，或者大功率激光发射器的发射端，成本较高。

　　氧化铝是相对来说商用较多的，也被称之为“蓝宝石”，这位UP认为小米龙晶陶瓷后盖为蓝宝石材质的可能性并不高。

　　玻璃和陶瓷都是硅酸盐材料，主要区别是各种元素的含量不同，“晶相”也不同。玻璃的主要成分是二氧化硅，基本上都是非晶体，陶瓷则是晶体。

　　晶体的晶阶之间紧密排布，紧密排布，基本没有“玻璃相”，而玻璃基本都是玻璃相，即使是苹果、华为、荣耀等厂商都热捧的微晶玻璃，也只有极少量的“微晶相”。

　　视频提到，其实早在手机发布之初，这位UP便对小米14 Ultra后盖的龙晶陶瓷产生了好奇。小米在发布会上说，龙晶陶瓷有陶瓷的温润质感、更坚固耐磨，并且还比普通陶瓷轻了50%。

　　更主要的是，小米在发布会上称龙晶陶瓷是通过热处理工艺，形成由微小晶体组成的多晶体陶瓷。但陶瓷本来就是晶体，这引起了他的困惑。

　　龙晶陶瓷类似的描述更多出现在微晶玻璃的宣传中，比如苹果iPhone的“超瓷晶玻璃”后盖，就是微晶玻璃的一种。

　　这位UP此前对于苹果发布的iPhone 12进行过详细的后盖材质分析，对后盖化学元素的比例都给出了详细数据。

　　当时iPhone 12首次采用了“超瓷晶玻璃”后盖，而安卓阵营的荣耀等厂商也有类似“超瓷晶”后盖产品，因此超瓷晶玻璃也成为当时产业内比较火热的一个话题。

　　在视频的结尾，这位UP重点强调在实验室结果出来之前，仍然不能100%确定小米龙晶陶瓷后盖到底是不是玻璃，因此实验室的结果就变得非常关键了。

　　UP将小米龙晶陶瓷玻璃后盖放入XRD测试仪（X射线衍射仪，X-ray Polycrystalline Diffractometer）中进行测试。这种设备通常被用于研究物质内部微观结构。

　　部分结果很快得出，UP也很快于2月29日下午4点20分左右放出了新的视频。

　　从XRD测试仪对后盖表面层的测试结果来看，龙晶陶瓷XRD测试的“波相”与透锂长石的波相基本一致，而透锂长石是iPhone超瓷晶玻璃背板的主要晶体。

　　UP在视频中认为，小米龙晶陶瓷后盖大概率是一块有透锂长石析晶的微晶玻璃，通过熔融工艺析出透锂长石晶体。

　　有意思的是，UP还对小米14 Ultra前面板的龙晶玻璃进行了同样的测试，测试结果显示，龙晶玻璃前面板与龙晶陶瓷后盖的波相几乎相同。

　　后续UP会将后盖切开，打磨成粉，进一步分析内部成份。他们将会用火焰光度法、X射线荧光光谱仪（XRF）测试、SEM电镜分析等方法对龙晶陶瓷后盖进行测试。

　　紧接着，在29日同一天的下午17点54分，这位UP发布了第二弹测试视频。

　　在第二支测试视频中，UP在维氏硬度测试仪中对小米龙晶陶瓷后盖再次进行了硬度测试，维氏硬度测试相比莫氏硬度测试要更加精准。

　　这进一步证明了第一个测试视频中的结论：龙晶玻璃前面板与龙晶陶瓷后盖的材质基本相同，大概率都是一块有透锂长石析晶的微晶玻璃。

　　从小米龙晶陶瓷后盖断面电镜图来看，这块盖板中有圆球形微晶粒，有很明显的析晶工艺，并且晶体含量要高于UP之前测试过的其他微晶玻璃。

　　从成份分析结果来看，小米龙晶陶瓷后盖内部含量最高的大概率有两种晶体：透锂长石（Li[ALSi4O10]）和二硅酸锂（Li2Si2O5），但具体比例还未确认。

　　当然，在这位UP提出疑问并进行实验期间，小米方面也做出了一些“非正面回应”。

　　小米集团公关部总经理王化在微博上转发了相关博主关于小米龙晶玻璃事件的言论并给出了自己的看法。

　　王化发文说道：“科普的意义在于，能够让想要了解的人涨知识，而不在于让想要带节奏的人认识到错误。叫不醒装睡的人，更改变不了带节奏的人的认知，当然科普也不是用来吵架争个输赢。”

　　具体来看王化转发的这篇微博，该博主认为，从材料学来看，是不是陶瓷要看有没有晶体结构，并不是硬度要大于7才是陶瓷。

　　他提到，陶瓷是晶体材料，而玻璃陶瓷具备多晶体结构，具有玻璃和陶瓷的双重特性，玻璃陶瓷是“先进陶瓷的分支”，“除了继承了陶瓷耐高温、耐腐蚀、高强度、高硬度、化学稳定性、低膨胀系数以外，独特的透光性让它增加了诸多应用，比如小米14 Ultra的后盖”。

　　值得一提的是，这位博主在博文中引用了苹果官方宣传页面中的说法，苹果iPhone 15 Pro使用的超瓷晶面板，在英文官网中的翻译为“Ceramic Shield front”，Ceramic在英文中有“陶瓷”的意思。

　　近年来，陶瓷手机后盖正变得越来越少，通常只有各家顶级旗舰机的“超大杯”版本或者限定版才会采用。

　　我们常见的旗舰机通常采用的都是玻璃后盖，一些中低端机型会采用塑料后盖。整体来看，玻璃后盖+金属中框是目前旗舰机的通常配置。

　　2015年发布的三星Galaxy S6可以说是开启了手机背板玻璃材质时代的一部代表性机型，玻璃有相对更高级的质感，且不会干扰信号，但其易碎特点，也让厂商们不断研发更“结实”的玻璃材料。

　　这也是为何苹果、华为、荣耀、小米等厂商纷纷在玻璃材质中通过析晶工艺加入更多晶体，从而提升玻璃后盖和屏幕前面板的强度。

　　同时期，2016年发布的苹果iPhone 7系列一时间将金属后盖带火，但其对于信号的减弱在一定程度上会影响使用体验，并且金属在抗刮擦能力上表现同样不理想，后续玻璃材质仍然占据主导。

　　相对于玻璃，陶瓷完全走的是另一条路线，它硬度远超玻璃，成本和工艺难度同样远超玻璃。陶瓷虽然硬度高，但抗跌落能力并不如玻璃，更“脆”，因此厂商们也不断改进陶瓷工艺以提高其结构强度。

　　小米的第一款陶瓷后盖手机是2016年上市的，有黑色和白色两种，不过金立曾在2015年推出了采用陶瓷后盖的金立天鉴W808，这也是真正意义上第一款采用陶瓷后盖的主流品牌智能手机。

　　陶瓷，尤其是彩色陶瓷后盖的制造工艺难度是极高的，成本极高，良率较低，例如华为Mate 60 RS非凡大师红色版本的陶瓷后盖。华为在红色陶瓷烧结过程中首次加入了二氧化铈稀土元素，经过1400度高温煅烧以及50余道制作工序，才最重做出了内外一致的通体红色陶瓷。

　　从另一个角度来看待小米龙晶陶瓷事件，我们能看到，手机厂商和供应链厂商们已经在通过“取长补短”的方式来迭代手机材料，比如“玻璃陶瓷”可以很好地兼顾陶瓷的硬度和玻璃的韧性、透明度、光泽度。

　　这样的例子其实并不少，苹果的钛金属中框实际上也是融合了铝与钛，让中框兼顾铝的优秀导热能力和钛的高强韧度、低重量。

　　如今智能手机技术的迭代，都是软硬件齐头并进，随着智能手机向着高端化发展，随着人们对产品的使用体验要求越来越高，手机材料技术的创新潜力，依然很大。