iPhone 17 Pro: Алюминиевая рамка против титановой, что лучше?

Недавно компания Apple выпустила iPhone 17 Pro, и, конечно, как всегда, этот релиз вызвал бурю обсуждений в Сети. Одна из самых обсуждаемых тем как среди фанатов, так и среди покупателей - смена материала корпуса: Apple отказалась от титанового сплава в iPhone 15 Pro и перешла на алюминий в рамке. Для обычных пользователей это может показаться незначительной деталью, но для инженеров, материаловедов и потребителей, которым важны долговечность, вес и тактильные ощущения, этот переход несет в себе значительные последствия.

1. Алюминий против титана: Основные свойства материалов

Алюминий (Al) и титан (Ti) широко считаются "легкими металлами", но их свойства совершенно разные. Для понимания этих различий необходимо рассмотреть плотность, прочность, коррозионную стойкость и стоимость.

-Плотность: Плотность алюминия составляет около 2,70 г/см³, в то время как плотность титана - около 4,50 г/см³. Это означает, что при одинаковом объеме титан примерно на 66 % плотнее алюминия. С практической точки зрения, титановая рамка телефона будет казаться намного тяжелее алюминиевой, что создает ощущение премиальности, но не обеспечивает портативности.

-Прочность: Титановые сплавы, такие как Ti-6Al-4V, имеют прочность на разрыв около 900 МПа, в то время как высококачественные алюминиевые сплавы, такие как алюминий серии 7000, имеют прочность 500-600 МПа. Хотя алюминий можно анодировать для повышения твердости поверхности, титан прочнее и более устойчив к деформации от природы.

- Модуль упругости: Модуль упругости титана составляет 105-120 ГПа, в то время как у алюминия - 69 ГПа. Более высокий модуль упругости означает, что титан более жесткий и менее подвержен изгибу, что является плюсом для устройств, подвергающихся давлению или ударам.

- Устойчивость к коррозии: Оба материала устойчивы к коррозии, но титан имеет естественный толстый защитный оксидный слой (TiO₂), который устойчив к окислению даже в самых суровых средах, например в соленой воде. Алюминий образует оксидный слой (Al₂O₃), но при определенных условиях он подвержен коррозии. При использовании смартфонов оба материала обычно оказываются чрезвычайно устойчивыми, но титан, вероятно, будет дольше сохранять свои свойства в самых неблагоприятных условиях.

- Теплопроводность: Алюминий обладает более высокой теплопроводностью (около 235 Вт/м-К) по сравнению с титаном (21,9 Вт/м-К). Это означает, что алюминий лучше проводит тепло, что позволяет ему охлаждать телефон при чрезмерном использовании или скоростной зарядке.

- Производство и стоимость: Титан значительно дороже алюминия, как по стоимости сырья, так и по стоимости механической обработки. Твердость и прочность титана также затрудняют его обработку и полировку, что могло стать фактором, повлиявшим на Apple с точки зрения стоимости и производства. Алюминий легче поддается формовке, анодированию и финишной обработке.

2. Весовые факторы и эргономика

Одна из первых вещей, которую заметят пользователи при использовании iPhone 17 Pro, - это то, насколько он легкий.

Переход Apple на алюминий позволил снизить общий вес телефона по сравнению с титановым корпусом, что улучшает эргономику и снижает усталость при длительном использовании устройства с рук. Тем не менее, в серии iPhone 17 вес зависит от модели - Pro, Air и стандартной версии. Точные данные можно узнать на официальном сайте Apple.

Читать далее: Из какого материала сделан корпус вашего телефона?

3. Тепловые и структурные последствия для дизайна смартфона

Выбор металла также влияет на управление тепловым режимом.

Более высокая теплопроводность алюминия помогает отводить тепло от процессора и аккумулятора, что потенциально способствует лучшей работе телефона при длительных нагрузках. Более низкая теплопроводность титана позволяет локализовать тепло с минимальными усилиями, что является одной из причин, по которой он, возможно, не является лучшим выбором для всех конструкций смартфонов, несмотря на его механические преимущества. Более низкая жесткость алюминия также делает его немного более устойчивым к давлению, что не позволит стеклянным панелям треснуть при обычном использовании от ударов.

4. Экологичность и стоимость

Переработка алюминия дешевле и обходится окружающей среде дешевле на килограмм по сравнению с титаном, с точки зрения экологичности. Алюминий также более распространен, поэтому его производство обходится дешевле, что дает Apple больше возможностей для ценообразования на устройства. Титан, несмотря на свою прочность и премиальность, не так распространен и требует более энергоемкой добычи и обработки.

5. Применение за пределами смартфонов

Понимание разницы между алюминием и титаном выходит за рамки мобильных телефонов.

-Аэрокосмическая промышленность: Титан используется в компонентах самолетов, где важны устойчивость к высоким температурам и соотношение прочности и веса. Алюминий доминирует в зданиях, где приоритетами являются снижение веса и экономичность.

-Медицинские приборы: Титан биосовместим и широко используется для изготовления имплантатов, в то время как низкая прочность алюминия и его не самая лучшая биосовместимость ограничивают его применение в медицинских приборах.

- Бытовая электроника: Алюминий широко используется в ноутбуках, планшетах и смартфонах, поскольку он имеет небольшой вес, прост в производстве и достаточно долговечен. Титан остается нишевым материалом, предназначенным для устройств премиум-класса или защищенных приложений.

6. Как выбрать

То, что Apple вернулась к использованию алюминия вместо титана в iPhone 17 Pro, похоже, является продуманным компромиссом между весом, стоимостью, терморегуляцией и технологичностью. В то время как титан обеспечивает большую прочность, устойчивость к царапинам и ощущение премиальности, алюминий обеспечивает меньший вес, большую теплопроводность и более низкую стоимость, подходящую для массового производства смартфонов.

Для потребителей выбор - исключительно дело вкуса: титан - это высокий класс и долговечность, а алюминий - легкость, простота и утилитарная практичность. Алюминиевая конструкция iPhone 17 Pro, возможно, не такая "премиальная", как титановая, но ее преимущество в повседневной эргономике и теплоэффективности имеет смысл как с инженерной, так и с коммерческой точки зрения.

Изучая такие качества материалов, мы можем оценить тонкий, но глубокий подход к материаловедению в устройствах, с которыми мы взаимодействуем каждый день. Алюминий - вездесущий, но один из самых универсальных и эффективных металлов современной потребительской электроники - герой закулисья, скрывающийся за тонким фасадом iPhone 17 Pro. Для получения дополнительной информации о металлических изделиях и конкретных данных, пожалуйста, обратитесь к Stanford Advanced Materials (SAM).