Dispositivos portátiles inteligentes

La industria de los wearables inteligentes persigue materiales ligeros, de alto rendimiento, biocompatibles y duraderos, que son altamente compatibles con las propiedades materiales de la cerámica avanzada. La alúmina (Al₂O₃), la zirconia (ZrO₂), el carburo de silicio (SiC) y el nitruro de silicio (SivibrN4.) se están infiltrando gradualmente en el mercado de los wearables inteligentes desde los productos de consumo de alta gama.

Es importante tener en cuenta que en el sector de los wearables inteligentes, la zirconia es actualmente la más utilizada y madura, seguida de la alúmina. El carburo de silicio y el nitruro de silicio están más en la exploración de vanguardia y la etapa de aplicación funcional especializada.

En el sector de los wearables inteligentes, el valor de los materiales cerámicos radica principalmente en:

• Excelente textura y estética: poseen una textura de jade, brillo y una sensación premium, superando con creces el metal y el plástico, satisfaciendo las demandas estéticas de la electrónica de consumo.
• Excelente biocompatibilidad: no son alergénicos y no son tóxicos al entrar en contacto con la piel, lo que garantiza comodidad y seguridad a largo plazo.
• Alta dureza y resistencia al desgaste: ofrecen una excepcional resistencia al rayado (alta dureza de Mohs), manteniendo una apariencia prístina y soportando el desgaste diario. Hipoalergénico y respetuoso con la piel: es inerte a los fluidos corporales como el sudor, es menos probable que cause alergias en la piel y proporciona una sensación fresca y agradable para la piel.
• Estructura y función integradas: puede servir tanto como un componente exterior como un componente funcional interno (como una ventana de antena o un sustrato de disipador de calor).

1. Alúmina (Al₂O₃)-"Componentes funcionales económicos y confiables"
En wearables inteligentes, se utiliza principalmente por su alta dureza, aislamiento eléctrico y bajo costo.
Ventajas: alta dureza, resistencia al desgaste, buen aislamiento eléctrico, costo relativamente bajo y tecnología de procesamiento madura.

Aplicaciones específicas:

• Cubierta trasera del reloj/ventana del sensor: Utilizado en la cubierta posterior de relojes inteligentes, su penetración de la señal (para la carga inalámbrica y la luz del biosensor) es superior al metal, por lo que es un material clave para funciones como la frecuencia cardíaca y el monitoreo de oxígeno en la sangre.
• Botones/Corona: Como botones o coronas en los relojes, es resistente al desgaste y proporciona una textura diferenciada.
• Sustrato aislante interno: Sirve como sustrato portador para microsensores o chips, proporcionando aislamiento y soporte.

2. Zirconia (ZrO₂)-"El aspecto y la sensación de los wearables de gama alta"
Actualmente, esta es la cerámica avanzada más exitosa y conocida en el campo de los wearables inteligentes, utilizada principalmente en líneas de productos de alta gama.
Ventajas: dureza similar al metal (irrompible), textura similar al jade, alto brillo y resistencia al desgaste, excelente biocompatibilidad y sin blindaje de señal.

Aplicaciones específicas:

• Smartwatch Carcasas/Biseles: Esta es su aplicación principal, como se ve en el Apple Watch Edition, la serie Huawei Watch GT y el Xiaomi Watch de gama alta. Reemplaza el acero inoxidable y las aleaciones de titanio, ofreciendo una alternativa más ligera, más resistente al desgaste, más amigable con la piel y más lujosa.
• Cuerpo de anillo/pulsera inteligente: utilizado en productos de anillo inteligente emergentes, sus propiedades livianas, duraderas y amigables con la piel son ideales para dispositivos que requieren un desgaste a largo plazo y sin costuras.
• Teléfono móvil/Watch Integrated Back Covers: Algunos teléfonos inteligentes también utilizan paneles traseros de cerámica para que coincida con el estilo del reloj, y su penetración de la señal inalámbrica es superior al metal.

3. carburo de silicio (sic)-"Gestión térmica con miras al futuro y núcleo de chip"
En dispositivos portátiles, sirve no como un componente estructural sino como un material semiconductor de núcleo y material de disipación de calor final.
Ventajas: Conductividad térmica extremadamente alta (disipación de calor superior), propiedades de semiconductores de banda ancha (alta eficiencia y resistencia al voltaje).

Aplicaciones específicas:

• Chips de potencia microeficientes: las aplicaciones futuras incluyen chips de administración de energía ultracompactos y chips de administración de carga dentro de los relojes inteligentes. La alta eficiencia de los dispositivos SiC reduce las pérdidas de conversión de energía y la generación de calor, lo que prolonga la vida útil de la batería o permite una carga más rápida.
• Sustrato de disipación de calor para dispositivos de densidad de potencia ultra alta: para futuras gafas AR o relojes inteligentes con funciones altamente integradas y complejas, la disipación de calor de sus chips principales se convertirá en un cuello de botella. El SiC se puede usar como un disipador de calor o sustrato altamente conductor térmicamente, disipando rápidamente el calor y asegurando un rendimiento estable.

4. Nitruro de silicio (Siecn4.)-"Explorando el Sensor y el Experto Estructural"
Un material con un excelente rendimiento general, SiC todavía se encuentra en las etapas de I + D y aplicación especializada en el campo portátil, pero tiene un enorme potencial. Ventajas: Excelentes propiedades mecánicas integrales (fuertes y resistentes), resistencia al choque térmico, excelentes propiedades dieléctricas y buena biocompatibilidad.

Aplicaciones específicas:

• Sustratos de sensor de alto rendimiento: se pueden utilizar para fabricar microsensores que requieren una precisión y estabilidad extremadamente altas, como sensores de presión de alta precisión o portadores para unidades de medición inercial (IMU). Su baja deformación y alta estabilidad ayudan a mejorar la precisión del sensor.
• Piezas estructurales ultra duraderas: Para dispositivos portátiles inteligentes de grado industrial o especializados (como los utilizados en aventuras al aire libre y aplicaciones militares), la alta resistencia y dureza del nitruro de silicio se puede utilizar para fabricar los componentes de carcasa más vulnerables, proporcionando la máxima protección.
• Empaquetado implantable subcutáneo del sensor: La biocompatibilidad y la estabilidad extremas del nitruro de silicio le hacen un material de empaquetado ideal para los dispositivos implantables a largo plazo futuros de la supervisión de la salud.