為什么陶瓷表圈會(huì)那么貴?
日期:2022-12-30
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為什么陶瓷表圈會(huì)那么貴?
導(dǎo)語:說起陶瓷,可能很多人都有這樣的童年經(jīng)歷:美術(shù)課上,老師拿來一堆黏土,小朋友們弄得滿手泥巴,終于做出了一堆奇形怪狀的陶瓷杯子。。。。。。這,或許就是很多人對(duì)陶瓷的最初印象。(來源:萬表世界)
不過,時(shí)至今日,陶瓷已經(jīng)擺脫了這種“又老又丑”的標(biāo)簽,很多高級(jí)陶瓷已經(jīng)成為了制表材料中的香餑餑,陶瓷表圈、陶瓷等層出不窮,并以其堅(jiān)固耐用的性質(zhì)和漂亮的外形得到了人們的喜愛,最典型的例子莫過于水鬼了。
盡管陶瓷材質(zhì)如此風(fēng)靡,但很多表友只聽過它的名聲,卻對(duì)它的原理一知半解。今天,我們就來給大家科普一下,陶瓷為什么能被用在制表上,它有什么優(yōu)勢和劣勢,我們又該如何選擇。
陶瓷是由金屬和非金屬化合物構(gòu)成的無機(jī)非金屬材料。這是一種符合材料,它包含有一些金屬成分,但不能因此就被定義為金屬;該混合物的其余部分由互補(bǔ)的非金屬材料組成,當(dāng)這些非金屬材料組合在一起時(shí),就形成了一種性能與眾不同的特殊材料——陶瓷。
陶瓷是工程材料中剛度最好、硬度最高的材料,但正因?yàn)檫^于堅(jiān)硬,所以也給它帶來了“脆”性。這跟金屬是截然相反的。
要弄明白兩者的區(qū)別,可以這么想象一下:金屬材料就像是把一堆橡皮筋綁成一個(gè)球,球摸起來很結(jié)實(shí),但是由于橡膠容易變形,所以按下去時(shí)還是挺有彈性的。這個(gè)比喻略顯夸張,但很符合金屬材料的特點(diǎn),金屬中鍵的類型使得原子可以在壓力下運(yùn)動(dòng),所以金屬可以通過錘打而改變形狀。
但是陶瓷就不一樣了。打個(gè)比方來說,陶瓷就像是一個(gè)由互相連接的硬木棍做成的積木,這是一種更加堅(jiān)固的結(jié)構(gòu),在受力時(shí)不會(huì)輕易變形。但正是因?yàn)樽銐颉熬髲?qiáng)”,不變形,它們會(huì)一直承受越來越大的力量,直到這股力量強(qiáng)到可以破壞掉連接的木棍,這樣,整個(gè)結(jié)構(gòu)就坍塌了,陶瓷的破碎就是這么來的。
用稍微科學(xué)一點(diǎn)的說法來解釋,就是由于陶瓷材料中離子鍵和共價(jià)鍵的結(jié)合非常強(qiáng)大和穩(wěn)定,這些鍵被牢牢地鎖定在它們自己的位置上,外來的作用力很難把它們分開,因此陶瓷材料可以在巨大的壓力下仍保持堅(jiān)固。
但需要注意的是,陶瓷的“倔強(qiáng)”只有在應(yīng)對(duì)壓縮力的時(shí)候才會(huì)出現(xiàn)。在面對(duì)剪切、張力或高速?zèng)_擊時(shí),陶瓷的抵抗力就會(huì)嚴(yán)重下降。這其中的原因涉及到了一些材料學(xué)的知識(shí),我盡量解釋得簡單易懂:陶瓷中,化學(xué)鍵的固有強(qiáng)度和晶體的形成在微觀上使得材料產(chǎn)生了方向,這種顆粒(微晶體)的形狀有點(diǎn)像亂堆在一起的石頭,方向也是隨機(jī)的。在微觀層面上,這種堆疊將具有剛好彼此對(duì)齊的粒度邊界,從而創(chuàng)建一個(gè)連續(xù)的粒度邊界,其中可能發(fā)生聚合滑動(dòng)。要讓它們發(fā)生滑動(dòng)需要很大的力量,但一旦真的滑動(dòng)了,它們就會(huì)會(huì)遠(yuǎn)離互補(bǔ)的晶界,且無法找到一個(gè)新的位置,從而導(dǎo)致材料繼續(xù)向外滑移并開始碎裂。一句話總結(jié):越倔強(qiáng),碎的時(shí)候就越痛。
需要注意的是,要使陶瓷材料產(chǎn)生晶界滑移所需要的力是非常大的,因此在大多數(shù)情況下,陶瓷材料都很難打破或發(fā)生形變。如果你想要的是一種不管怎么大力痛毆都毫無反應(yīng)、沒有痕跡的材料,那么陶瓷就是你的上佳之選,它們的抗形變能力實(shí)在是太好了。但是,如果你把力集中在一個(gè)小點(diǎn)上去“攻擊”它,晶界就很容易發(fā)生滑移,材料就會(huì)碎裂。就像你用一個(gè)大錘子去敲石頭,可能敲半天都沒什么反應(yīng);但假如你拿的是一個(gè)尖頭鎬,兩下就能把石頭給敲碎了。
而在現(xiàn)代科技的幫助下,我們已經(jīng)可以人為地控制陶瓷顆粒的大小、形狀和總體分布,從而創(chuàng)造出具有不同特性的陶瓷材料。有些陶瓷材料可以產(chǎn)生并承受一定的塑性形變(性質(zhì)變得跟金屬有些相似,都可以被彎曲);有些陶瓷材料能承受很高的壓力和剪切力。。。。。。這些不同類型的陶瓷被按需使用在表殼、表圈和其他的部件上,從而使得你的愛表具有抗刮擦、抗磨損等性能。
陶瓷的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)是同樣明顯的。對(duì)于其他材料來說,它們一旦形成,通常就不會(huì)在力的作用下完全破碎,而是彎曲或是在瞬間形變后恢復(fù)形狀;陶瓷則不同,一旦陶瓷受到的力太大以至于發(fā)生形變,那么這種形變往往會(huì)是永久性的。打個(gè)比方,內(nèi)的寶石損壞時(shí),表現(xiàn)形式是碎裂,然后碎片到處散射;而機(jī)芯內(nèi)的棒子或齒輪損壞時(shí),經(jīng)常只會(huì)是簡單的彎曲或折斷,遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有那么“慘烈”。這就是為什么機(jī)芯材料很少使用陶瓷的原因,除了夾板等少數(shù)大型零部件外,其他零件用陶瓷來做會(huì)面臨很大的風(fēng)險(xiǎn)。
現(xiàn)在,陶瓷材料的應(yīng)用是多種多樣的,根據(jù)特性的不同,它們可以用作隔熱材料、防彈材料、耐磨表面、精密儀表材料和電氣絕緣體等等。甚至有一種特殊的陶瓷,可以在超低溫的條件下由絕緣體變?yōu)槌瑢?dǎo)體。
這些陶瓷有成千上萬種加工方式,它們的制造方式也各不相同??赡芎芏嗳藭?huì)問:既然陶瓷擁有這么強(qiáng)的抗形變和耐磨損性,那么應(yīng)該怎么加工它呢?這的確是一個(gè)技術(shù)要求很高的難題,一般的制作工藝是對(duì)付不了它的。
一般而言,制作加工陶瓷材料的過程是先進(jìn)行模塑成型,然后加以熱處理(燒結(jié))直到材料達(dá)到需要的密度,最后再作研磨加工。陶瓷雖然很硬,但也不是世界上最硬的物體,總有東西是比它更硬的,比如金剛石。因此,金剛石工具和金剛石磨料是在加工陶瓷的過程中經(jīng)常用到的。
在制作陶瓷表殼或陶瓷表圈時(shí),過程也是一樣的?,F(xiàn)將陶瓷漿料做成想要的形狀,然后將其干燥固化。這時(shí)候的形狀肯定是不夠完美的,所以還需要用金剛石工具來做進(jìn)一步的打磨。形狀打磨完畢后,再利用溫度和壓力的變化來燒結(jié)陶瓷,直到獲得滿意的密度為止。在燒結(jié)過程中,陶瓷材料會(huì)出現(xiàn)一定程度的收縮,這種收縮現(xiàn)象分為三個(gè)階段,中間階段的收縮程度是最劇烈的,而且每種不同的陶瓷材料的程度都不一樣,所以,如果想要得到理想的成品尺寸,必須在整個(gè)過程中精確預(yù)判和掌控。燒結(jié)完成后,還需要用金剛石工具來進(jìn)行打磨和拋光等操作。
由于自身強(qiáng)大的硬度和抗磨損能力,陶瓷現(xiàn)在很受制表業(yè)的青睞,在表殼、表圈、表鏡等外部零件中經(jīng)常能看到它的身影。當(dāng)然,和其他所有材料一樣,陶瓷也有它自己的缺點(diǎn),比如脆性太高,這使得它們很少被用到機(jī)芯上。
關(guān)于陶瓷的資料包羅萬象,以上所介紹的只是冰山一角。我只是希望讓大家更加清楚陶瓷是個(gè)什么東西,它是如何制作的,可以怎么應(yīng)用。這樣,大家對(duì)于如今昂貴的陶瓷表款,心里也更加知道應(yīng)該怎么選擇了。
你會(huì)購買陶瓷材料制成的手表嗎?
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