破案瞭！小米龍晶陶瓷：陶瓷相，玻璃芯

作者 | 雲鵬

編輯 | 心緣

陶瓷被碰瓷？最近，“小米龍晶陶瓷是不是玻璃”這事一時間成為瞭科技數碼圈的“第一大瓜”，引起瞭產業人士和消費者的高度關註。

關於陶瓷和玻璃的材料學討論，也將蘋果、華為、榮耀等廠商都“卷”瞭進來，“超瓷晶玻璃”、“微晶玻璃”、“晶體”、“玻璃陶瓷”等名詞開始被人們所認知，一場手機材料學大科普席卷科技圈。

智東西3月6日報道，就在今天凌晨1點20分，B站科技區UP勝利文縐縐正式發佈瞭關於小米龍晶陶瓷的“大結局”視頻。

根據實驗室最終測試報告，他得出結論：“小米龍晶陶瓷是玻璃。”

更準確地說，小米龍晶陶瓷是一種晶體含量高達88%的微晶玻璃，而晶體是陶瓷的主要微觀結構。

實驗室檢測報告

根據陶瓷領域權威著作《陶瓷導論》，小米龍晶陶瓷可以屬於陶瓷學的大分類。

這一定程度上說明，小米對其背板材料命名為“龍晶陶瓷”是有其來源的。

這位UP也坦言，小米的龍晶陶瓷是微晶玻璃裡面結晶度最高的，小米必然需要付出更多的制造時間和制造成本，小米的技術研發實力是值得肯定的。

不同機型材料斷面對比

一場持續瞭5天7小時零17分鐘的、關於小米手機後蓋材料的空前討論，終於劃上瞭階段性休止符。

為什麼從周四下午開始做實驗到今天，過去瞭這麼久？這位UP給出瞭令所有人都沒有想到的答案：不可抗力——實驗室放假瞭！（誰也別想讓測試員加班[dog]）。

眾所周知，小米在手機陶瓷材料的研發上是國內安卓手機廠商中走的最早的一批，小米旗艦機的陶瓷版也一直是米粉們呼籲頗高的版本。對於一傢中國上市科技巨頭來說，其產品中使用的“陶瓷”材料究竟是不是“玻璃”，是一個非常重要的原則性問題。

況且，現在正值小米手機沖擊高端市場的關鍵時期。

這也是為何消息一出，科技圈就瞬間“炸瞭鍋”。

實際上，手機材料技術發展至今，各種材料之間的優勢融合互補已經成為瞭大趨勢。小米集團公關部總經理王化於2月29日在微博上轉發瞭相關博主關於小米龍晶玻璃事件的言論。

該博主認為，小米龍晶陶瓷是一種玻璃陶瓷，而玻璃陶瓷是“先進陶瓷的分支”，繼承瞭陶瓷耐高溫、耐腐蝕、高強度、高硬度、化學穩定性、低膨脹系數，同時兼顧玻璃的透光性，小米在發佈會上明確說龍晶陶瓷是“多晶體陶瓷”，是合理的。

實際上，蘋果iPhone 15 Pro使用的超瓷晶面板，在英文官網中的翻譯為“Ceramic Shield front”，Ceramic在英文中有“陶瓷”的相關釋譯。

業內對此事關註度較高，一方面也是因為該事件發生的節點。

今年2月3日，雷軍發微博透露，為瞭全力以赴開展小米汽車業務，原負責Redmi品牌的盧偉冰會轉而領導小米手機業務線，與此同時，王騰將接棒管理Redmi業務。這樣的高層調整，一方面顯示出小米對汽車項目的高度承諾和期望，另一方面也釋放瞭一個重要信息：雷軍要專心搞汽車瞭。

2月3-4日雷軍微博發文

在雷軍做出重要調整，開始專心搞車的初期階段，業內必然會對小米手機業務的動向抱有更高關註度。

根據供應鏈信息，小米14系列已全系加單40%，小米集團公關部總經理王化也在轉發其他小米高管微博時提到，小米14 Pro鈦金屬特別版也在補貨階段。盡管產品材料命名引起瞭一些爭議，但小米14系列的銷售火爆仍是事實。

雖然小米龍晶陶瓷事件基本已經告一段落，但手機材料學的研究仍在繼續，從塑料、金屬到玻璃、陶瓷，手機材料技術突破仍然會長期是手機技術創新的重要領域之一。

截止北京時間上午9時，小米方面未對這位UP發佈的最新視頻做出回應。

（本文引用相關圖片來自於UP已發佈視頻）

一、五種專業測試尋找答案，陶瓷的定義成關鍵

在“大結局”視頻中，這位UP對實驗最終測試報告的結果進行瞭更詳細的解讀。

根據SEM、XRD（精修）、XRF、火焰光度法、化學滴定這五種專業測試，實驗室得出瞭測試報告，簡單總結，小米龍晶陶瓷中晶體含量約為88%，非晶體含量約為12%。

根據報告，占比最高的為透鋰長石，其含量為43%±2%、二矽酸鋰排名第二，含量為34%±2%，排名第三的矽鋁鋰石含量為11%±2%，此外，龍晶陶瓷中包含12%±2%的非晶相及其他成份。非晶相主要是玻璃相。

簡單來說，小米龍晶陶瓷中既有與陶瓷相同的晶體結構，也有與玻璃相同的非晶體結構。

其實，爭議的主要源頭來自於“陶瓷”的定義究竟是什麼？到底什麼樣的材料可以被定義為陶瓷？

根據視頻所說，在陶瓷學術領域，陶瓷是“由粉狀原料經過燒結後形成的制品”，但是在手機領域，大眾理解的陶瓷通常就是指“氧化鋯”，這也是目前手機陶瓷背板的最主要材料。

在《智能終端陶瓷》一書中，作者謝志鵬寫道：“智能終端陶瓷目前應用最多的是高強度高韌性的納米氧化鋯陶瓷材料……。”

由於小米龍晶陶瓷背板可以被劃成“透明”，因此這位UP想要弄清楚的事情，核心是小米龍晶陶瓷是一種透明陶瓷還是微晶玻璃。

他發現，透明陶瓷和微晶玻璃在教材中有不同定義，在大部分教材中，透明陶瓷都屬於陶瓷，微晶玻璃通常出現在玻璃分類的教科書中。

《無機非金屬材料學》教材中提到，微晶玻璃，又稱微晶玉石或玻璃陶瓷，是玻璃在催化劑或晶核形成劑作用下，經過熱處理、光照射或化學處理等而均勻地析出大量的微小晶體，形成致密的晶相與玻璃相結合的多復合材料。

所以，微晶玻璃內部，即有晶體，也有非晶的玻璃相，因此實驗測試結果中的非晶相是不是玻璃相就非常關鍵瞭。

在實驗過程中，他們將小米龍晶陶瓷與iPhone 12的超瓷晶蓋板進行瞭對比，他們發現，如果不用氫氟酸腐蝕掉玻璃相，兩者都無法用電子顯微鏡拍攝出斷面處的晶體。

在用氫氟酸腐蝕掉玻璃相之後，兩者都可以在斷面處拍出清晰的微晶粒。

究其原因，玻璃和陶瓷的制備方式不同，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為結合相，在整個材料中均勻分佈的，這些玻璃相會包裹住微晶粒，讓電子顯微鏡無法拍出晶體。

但是在傳統陶瓷中，晶相和玻璃相的分佈大概率是不均勻的，因此即使不用氫氟酸腐蝕，其斷面處也可以極大概率直接找到晶體。

最終這位UP得出結論：小米龍晶陶瓷是屬於微晶玻璃。

所以最後，小米龍晶陶瓷，這種微晶玻璃，有沒有可能是一種特殊的陶瓷呢？

在陶瓷領域，《陶瓷導論》是最權威的書籍之一，其將陶瓷學定義為制造和應用由無機非金屬材料作為基本組分組成的固體制品的技藝和科學。從這個角度出發，小米龍晶陶瓷可以屬於陶瓷學的大分類。

二、追尋源頭，硬度測試成為爭議起點

所以作為傳遍整個科技圈的“大瓜”，這一事件的始末究竟是怎樣的？一切還要從2月28日下午這位UP拿到剛買的小米14 Ultra開始說起。

這位UP對小米14 Ultra的龍晶陶瓷後蓋進行瞭莫氏硬度測試，其從6級開始出現劃痕，7級劃痕較為明顯。

這一表現與此前這位UP測試過的微晶玻璃較為接近。一般陶瓷的主要成份氧化鋯的莫氏硬度在7.5左右。

這位UP也對華為Mate 60 RS非凡大師版的後蓋進行瞭硬度測試，其背板同樣宣傳為陶瓷材質，實測該陶瓷背板在7級不會有劃痕。

由此這位UP對小米14 Ultra龍晶陶瓷後蓋的實際材質產生瞭疑惑，後其通過晶體硬度測試筆對龍晶陶瓷後蓋進行測試，其同樣是在6級出現劃痕。

一時間，“小米龍晶陶瓷是玻璃”的說法開始在坊間快速發酵。

網上各路段子手也沒閑著：

還有不少“數學傢”開始用公式證明：

段子歸段子，事實到底如何，小米龍晶陶瓷後蓋究竟是陶瓷還是其他材質，為瞭弄清這件事，這位UP對手機後蓋進行瞭進一步拆解分析，並於2月29日凌晨3點左右發佈瞭名為“小米14 Ultra 的龍晶陶瓷究竟是不是陶瓷？”的視頻，他在視頻中對事件詳細始末、以及後續自己要做的事進行瞭更細致地描述。

在硬度測試中發現問題後，這位UP拆下瞭手機後蓋，並於後蓋內部用金屬進行刮擦，發現藍色塗層發生瞭脫落，後蓋本體材質是“透明”的。

由於玻璃是一種非晶體，其本身是透明的，因此所有的手機後蓋都是在內部進行瞭上色。但是燒結形成的陶瓷本身就呈現出應有的顏色，並不是透明的。

除瞭透明，這位UP還對這塊後蓋的重量進行瞭測量，測量結果表明，其重量與玻璃手機後蓋接近，均為26克左右，而傳統陶瓷手機後蓋的重量通常在43克以上。

當然，透明、重量和硬度測試的結果並不一定代表它就是玻璃，但一定程度上說明龍晶陶瓷不太可能是常規陶瓷（氧化鋯）材質，為此這位UP預約瞭實驗室進行更進一步的成份分析。

為什麼還要分析成份？實際上，陶瓷在學術上的廣義定義是由晶體組成的無機材料，所以如果小米找到瞭一種透明的晶體材料，也可以稱之為“陶瓷”。

目前“透明陶瓷”主要是氮化鋁、氧化鋁、氧化銥等，這些材料一般用於軍工領域，或者大功率激光發射器的發射端，成本較高。

氧化鋁是相對來說商用較多的，也被稱之為“藍寶石”，這位UP認為小米龍晶陶瓷後蓋為藍寶石材質的可能性並不高。

玻璃和陶瓷都是矽酸鹽材料，主要區別是各種元素的含量不同，“晶相”也不同。玻璃的主要成分是二氧化矽，基本上都是非晶體，陶瓷則是晶體。

晶體的晶階之間緊密排佈，緊密排佈，基本沒有“玻璃相”，而玻璃基本都是玻璃相，即使是蘋果、華為、榮耀等廠商都熱捧的微晶玻璃，也隻有極少量的“微晶相”。

視頻提到，其實早在手機發佈之初，這位UP便對小米14 Ultra後蓋的龍晶陶瓷產生瞭好奇。小米在發佈會上說，龍晶陶瓷有陶瓷的溫潤質感、更堅固耐磨，並且還比普通陶瓷輕瞭50%。

更主要的是，小米在發佈會上稱龍晶陶瓷是通過熱處理工藝，形成由微小晶體組成的多晶體陶瓷。但陶瓷本來就是晶體，這引起瞭他的困惑。

龍晶陶瓷類似的描述更多出現在微晶玻璃的宣傳中，比如蘋果iPhone的“超瓷晶玻璃”後蓋，就是微晶玻璃的一種。

蘋果對iPhone超瓷晶玻璃後蓋生產工藝的部分描述

這位UP此前對於蘋果發佈的iPhone 12進行過詳細的後蓋材質分析，對後蓋化學元素的比例都給出瞭詳細數據。

iPhone 12後蓋顯微鏡畫面

當時iPhone 12首次采用瞭“超瓷晶玻璃”後蓋，而安卓陣營的榮耀等廠商也有類似“超瓷晶”後蓋產品，因此超瓷晶玻璃也成為當時產業內比較火熱的一個話題。

在視頻的結尾，這位UP重點強調在實驗室結果出來之前，仍然不能100%確定小米龍晶陶瓷後蓋到底是不是玻璃，因此實驗室的結果就變得非常關鍵瞭。

2月29日下午14點36分，實驗正式開始！

UP將小米龍晶陶瓷玻璃後蓋放入XRD測試儀（X射線衍射儀，X-ray Polycrystalline Diffractometer）中進行測試。這種設備通常被用於研究物質內部微觀結構。

部分結果很快得出，UP也很快於2月29日下午4點20分左右放出瞭新的視頻。

從XRD測試儀對後蓋表面層的測試結果來看，龍晶陶瓷XRD測試的“波相”與透鋰長石的波相基本一致，而透鋰長石是iPhone超瓷晶玻璃背板的主要晶體。

小米龍晶陶瓷XRD測試結果

UP在視頻中認為，小米龍晶陶瓷後蓋大概率是一塊有透鋰長石析晶的微晶玻璃，通過熔融工藝析出透鋰長石晶體。

有意思的是，UP還對小米14 Ultra前面板的龍晶玻璃進行瞭同樣的測試，測試結果顯示，龍晶玻璃前面板與龍晶陶瓷後蓋的波相幾乎相同。

後續UP會將後蓋切開，打磨成粉，進一步分析內部成份。他們將會用火焰光度法、X射線熒光光譜儀（XRF）測試、SEM電鏡分析等方法對龍晶陶瓷後蓋進行測試。

緊接著，在29日同一天的下午17點54分，這位UP發佈瞭第二彈測試視頻。

在第二支測試視頻中，UP在維氏硬度測試儀中對小米龍晶陶瓷後蓋再次進行瞭硬度測試，維氏硬度測試相比莫氏硬度測試要更加精準。

根據測試報告，小米11 Ultra的白色陶瓷後蓋的數據為1344-1392HV，榮耀Magic3至臻版陶瓷後蓋的數據為1414-1446HV，榮耀Magic6玻璃後蓋的數據為938-1195HV，小米14 Ultra龍晶陶瓷後蓋的數據為796-915HV，前面板龍晶玻璃的數據為700-919HV。

這進一步證明瞭第一個測試視頻中的結論：龍晶玻璃前面板與龍晶陶瓷後蓋的材質基本相同，大概率都是一塊有透鋰長石析晶的微晶玻璃。

3月1日19點35分，SEM電子顯微鏡測試結果和初步成份含量結果公佈。

從小米龍晶陶瓷後蓋斷面電鏡圖來看，這塊蓋板中有圓球形微晶粒，有很明顯的析晶工藝，並且晶體含量要高於UP之前測試過的其他微晶玻璃。

從成份分析結果來看，小米龍晶陶瓷後蓋內部含量最高的大概率有兩種晶體：透鋰長石（Li[ALSi4O10]）和二矽酸鋰（Li2Si2O5），但具體比例還未確認。

三、“官方”：是不是陶瓷要看有沒有晶體，玻璃陶瓷是先進陶瓷分支

當然，在這位UP提出疑問並進行實驗期間，小米方面也做出瞭一些“非正面回應”。

小米集團公關部總經理王化在微博上轉發瞭相關博主關於小米龍晶玻璃事件的言論並給出瞭自己的看法。

王化發文說道：“科普的意義在於，能夠讓想要瞭解的人漲知識，而不在於讓想要帶節奏的人認識到錯誤。叫不醒裝睡的人，更改變不瞭帶節奏的人的認知，當然科普也不是用來吵架爭個輸贏。”

具體來看王化轉發的這篇微博，該博主認為，從材料學來看，是不是陶瓷要看有沒有晶體結構，並不是硬度要大於7才是陶瓷。

他提到，陶瓷是晶體材料，而玻璃陶瓷具備多晶體結構，具有玻璃和陶瓷的雙重特性，玻璃陶瓷是“先進陶瓷的分支”，“除瞭繼承瞭陶瓷耐高溫、耐腐蝕、高強度、高硬度、化學穩定性、低膨脹系數以外，獨特的透光性讓它增加瞭諸多應用，比如小米14 Ultra的後蓋”。

同時他認為，小米在發佈會上明確說龍晶陶瓷是“多晶體陶瓷”，是合理的。

值得一提的是，這位博主在博文中引用瞭蘋果官方宣傳頁面中的說法，蘋果iPhone 15 Pro使用的超瓷晶面板，在英文官網中的翻譯為“Ceramic Shield front”，Ceramic在英文中有“陶瓷”的意思。

四、從塑料、金屬到玻璃、陶瓷，手機材料學技術創新仍在繼續

近年來，陶瓷手機後蓋正變得越來越少，通常隻有各傢頂級旗艦機的“超大杯”版本或者限定版才會采用。

我們常見的旗艦機通常采用的都是玻璃後蓋，一些中低端機型會采用塑料後蓋。整體來看，玻璃後蓋+金屬中框是目前旗艦機的通常配置。

功能機時代，塑料後蓋占據主導，其便宜耐摔、抗沖擊力好的特性深得人心。

2015年發佈的三星Galaxy S6可以說是開啟瞭手機背板玻璃材質時代的一部代表性機型，玻璃有相對更高級的質感，且不會幹擾信號，但其易碎特點，也讓廠商們不斷研發更“結實”的玻璃材料。

這也是為何蘋果、華為、榮耀、小米等廠商紛紛在玻璃材質中通過析晶工藝加入更多晶體，從而提升玻璃後蓋和屏幕前面板的強度。

同時期，2016年發佈的蘋果iPhone 7系列一時間將金屬後蓋帶火，但其對於信號的減弱在一定程度上會影響使用體驗，並且金屬在抗刮擦能力上表現同樣不理想，後續玻璃材質仍然占據主導。

iPhone 7系列

相對於玻璃，陶瓷完全走的是另一條路線，它硬度遠超玻璃，成本和工藝難度同樣遠超玻璃。陶瓷雖然硬度高，但抗跌落能力並不如玻璃，更“脆”，因此廠商們也不斷改進陶瓷工藝以提高其結構強度。

小米的第一款陶瓷後蓋手機是2016年上市的，有黑色和白色兩種，不過金立曾在2015年推出瞭采用陶瓷後蓋的金立天鑒W808，這也是真正意義上第一款采用陶瓷後蓋的主流品牌智能手機。

陶瓷，尤其是彩色陶瓷後蓋的制造工藝難度是極高的，成本極高，良率較低，例如華為Mate 60 RS非凡大師紅色版本的陶瓷後蓋。華為在紅色陶瓷燒結過程中首次加入瞭二氧化鈰稀土元素，經過1400度高溫煅燒以及50餘道制作工序，才最重做出瞭內外一致的通體紅色陶瓷。

華為Mate 60 RS非凡大師“瑞紅”

結語：手機材料向“復合化”發展，技術創新潛力仍然可期

從另一個角度來看待小米龍晶陶瓷事件，我們能看到，手機廠商和供應鏈廠商們已經在通過“取長補短”的方式來迭代手機材料，比如“玻璃陶瓷”可以很好地兼顧陶瓷的硬度和玻璃的韌性、透明度、光澤度。

這樣的例子其實並不少，蘋果的鈦金屬中框實際上也是融合瞭鋁與鈦，讓中框兼顧鋁的優秀導熱能力和鈦的高強韌度、低重量。

如今智能手機技術的迭代，都是軟硬件齊頭並進，隨著智能手機向著高端化發展，隨著人們對產品的使用體驗要求越來越高，手機材料技術的創新潛力，依然很大。