Materiale de acoperire pentru dispozitive de telefonie mobil ă [608180]

Universitatea de Arhitectur ă și Urbanism “Ion Mincu” Bucureș ti
Anul universitar: 2017 -2018
Facultatea de Arhitectur ă de Interior
Specializarea Design de Produs
Anul de studiu: 4

Materiale de acoperire pentru dispozitive de telefonie mobil ă
– lucrare de sintez ă –
Materiale de acoperire – Vopsele

student: [anonimizat]: conf. dr. arh. Gabriela Mindu

Cuprins

I Introducere
1. Ce es te acela un smartphone? 1
2. Argumente privind alegerea subiectului 2
II Prezentarea temei alese , structurat ă pe componente
1. Materiale de acoperire pentru display 2-3
2. Materiale de acoperire pentru carcas ă 4
3. Materiale de acoperire pentru componente electronice 4-5
4. Materiale de acoperire pentru baterie 5
III Concluzi i 6
IV Bibliografi e 7

1.1 Introducere . Ce este un smartphone.

Smartphone -ul este un lucru mistificator, ce a devenit un punct focal al vie ții omului și
caselor conectate . Ca defini ție, un telefon mobil este un dispozitiv de comunica ție conectat la o retea
de comunica ții fără fir prin unde radio sau transmisii prin satelit . Un smartphone sau un telefon
inteligent este un computer personal portabil, dotat cu un sistem de ope rare mobil și o conexiune
integrat ă a rețelei celulare mobile de band ă largă pentru comunica ții de date vocale, serviciu mesaje
scrise și internet. Telefoanele inteligente sunt aparate complexe, de dimensiuni mici, de buzunar, spre
deosebire de tablete, ca re sunt aparate cu mult mai mari în dimensiuni. Aceste telefoane pot rula o
varietate de componente software, cunoscute sub numele de aplica ții.
Un telefon mobil este compus din peste 300 de componente . În principiu, sunt folosite
următoarele materiale – plastic policarbonat , sticlă, rășină, cauciuc sintetic, cristale lichide , metale
precum: cupru (Cu), staniu (Sn), siliciu (Si), crom (Cr), aluminiu (Al), bronz (Br), litiu(Li), tantal (Ta),
indiu (In), cobalt(Co), carbon (Ca), aur(Au) , argint (Ag) , fier (Fe), și cantități microscopice de bor (B) ,
arsen(As) , fosfor (P), galiu (Ga), azot (N), plumb (Pb), mercur (Hg) , niche l(Ni), paladiu (Pd), cadmiu (Cd)
și antimoniu sau stibiu(Sb) , sunt doar o parte din materiale le care alcătuiesc telefoanele.
Sticla este o componentă majoră a unui telefon mobil, în special a ecranului. Această
sticlă este realizată din oxid de aluminiu și dioxid de siliciu cu un strat ultra -subțire de oxid de indiu
sau staniu adăugat, astfel încât ecranul să poată fi atins fără a fi deter iorat. Safirul, un material fabricat
din oxid de aluminiu, poate lua locul sticlei în unele smartphone -uri, dar din cauza aceasta ele sunt mai
grele.
Telefonul este realizat dintr -o diversitate de metale, multe fiind aliaje de aluminiu,
materiale ușoare f recvent întâlnite în cazul telefonului. Metalele din tr-un telefon includ, de asemenea,
metale rare, cum ar fi aliajele neodim -fier-bor, disprosiu și praseodim, sunt de asemenea folosite
pentru a fa ce magneții și difuzoarele din telefon.

-1-

Cap. 1.2 Argumente privind alegerea subiect ului pentru aceasta lucrare de sinteza
Evolutia tehnologiei a fost mereu un subiect de interes pentru m ine. M ereu mi -a plăcut
să descopăr ce mecanisme se ascund în spatele aparatelor, cum funcționează sistemele și cum pot fi ele
optimizate . Materialele sunt legate de sim țuri, de emo ții, dincolo de experien ța tactil ă și de emo țiile
intangibile.
Am ales s ubiectul lucrarii de sinteza “Materiale de acoperire pentru dispozitive de
telefonie mobil ă” deoarece am avut ocazia să aprofundez unele informa ții legate de materialele din
care sunt fabricate telefoanele mobile, lucruri generale desp re cum func ționeaz ă acestea, lucruri care
sunt convins c ă îmi vor de folos în viitor.

2.1 Materiale de acoperire pentru ecranul telefonului mobil
Una dintre caracteristicile principale ale smartphone -urilor este ecranul lor. Umple o
parte din suprafața frontală a dispozitivului (aproximativ 7 0% și crește în modele mai noi).
Multe dintre afișaje au un raport de aspect de 16: 9; unele sunt 4: 3 sau alte rapoarte. Acestea sunt
măsurate în inci în diagonală , începând de la 2,45 inci. Telefoanele cu ecrane mai mari de 5,2 inci sunt
deseori numite "phablets". Ecranele cu cristale lichide sunt cele mai frecvente; mai există urmatoarele
tipuri de ecr ane: IPS, LED, OLED, AMOLED și E Ink.
Poate ară ta ca o foaie de sticl ă, dar ecranul unui smartphone con ține c âteva din cele mai
rare elemente de pe planet ă. Aceste elemente rare, printre care: praseodim (Pr), terbiu (Tb), ytriu (Y) și
gadoliniu (Gd) , sunt utilizate în cantit ăți foarte mici , pentru a reda culorile vibrante.
Materialele de acoperire s e pot încadra în dou ă categorii:
– materiale de acoperire realizate în fabric ă, display – componentă
– materiale de acoperire cu rol de protec ție, aplicate ulterior pe ecranul dispozitivului

Materiale de acoperire – display – component ă
Display -urile sunt fabricate în principal din sticlă de aluminosilicat, un amestec de oxid
de aluminiu și dioxid de siliciu, care este apoi introdus într -o baie fierbinte de sare top ită. Scopul
acestui lucru este de a permite ionilor de sodiu mai mici să părăsească sticla și ioni de potasiu mai mari
pentru a -și lua locul; acestea ocupă mai mult spațiu și sunt presate împreună când geamul se răcește,
producând un strat de presiune comp resivă asupra sticlei și mărind rezistența și rezistența la deteriorări
mecanice. Un strat subțire, transparent, conductiv, de oxid de staniu de indiu este depus pe sticlă
pentru a permite acestuia să funcționeze ca un ecran tactil. Mai multe elemente rare sunt prezente și în
cantități foarte mici și au un aport în producerea culorilor afișate pe ecran.
-2-

Tipul de display “Corning Gorilla Glass”
Descriere tehnologic ă
Aceast ă sticlă oferă performan țe remarcabile și durabibilitate, cu avantaje distincte fa ță
de alte materiale . Sticla Gorilla este întărită chimic printr -un proces de schimb de ioni care creeaz ă un
strat de compresie profund ă pe suprafa ța substratului de sticl ă. Acest strat actioneaz ă ca o armur ă
pentru a reduce creare a defectelor . În func ție de aplicare și specifica țiile produc ătorului, aceast ă sticlă
poate avea grosimi cuprinse între 0,4mm și 2mm.
Procesul de fuziune patentat de compania "Corning", proces extraordinar de precis și
automatizat ofer ă sticlei Gorilla sup rafețe plane și netede cu o calitate optic ă remarcabil ă și o
stabilitate dimensională inerentă – calități esențiale pentru acoperirea sticlei pentru aplicațiile pentru
consumatori . Sticla Gorilla reprezint ă un material de acoperire ideal pentru ecranele tactile. Este
suficient de dur ă pentru a suporta presiuni și exceptional de sub țire pentru a permite o sensibilitate
mare a ecranului și răspunsuri acurate ale acestuia.
Cum este realizat ă
Procesul începe când m ateriile prime sunt amestecate într -o compoziție de sticlă, care
este topită și condiționată. Sticla topită este introdusă într -un jgheab numit "izopipe", supraîncărcat
până când sticla curge uniform pe ambele părți. Apoi se reintroduce, sau fuzioneaz ă, în partea de jos,
unde este trasat ă pentru a forma o foaie continu ă de sticl ă plată, care este foarte sub țire, masurat ă în
microni. Sticla este neatins ă de m âinile omului sau de orice altceva care poate produce defecte în
suprafa ță.
Schimbul de ioni este un proces de întărire chimică în care ionii mari sunt " îndesa ți" în
suprafața sticlei, creând o stare de compresie. Sticla Gorilla este special creată pentru a maximiza acest
comportament. Sticla este plasată într -o baie fierbinte de sare topită la o temperat ură de aproximat iv
400° C. Ionii de sodiu mai mici părăsesc sticla, iar ionii de potasiu mai mari din baia de sare le
înlocuiesc. Acești ioni mari ocupă mai mult spațiu și sunt presați împreună când materialul se răcește,
producând un strat de presiune comp resivă pe suprafața sticlei. Compozi ția Gorilla Glass permite
ionilor de potasiu s ă difuzeze foarte mult în suprafa ță, cre ând un stres de compresiune mare în
interiorul sticlei. Acest strat de compresie creează suprafața rezistentă la deteriorare.

-3-

Materialele de acoperire pentru protec ție, aplicate pe ecranul dispozitivului
Acestea s unt de trei tipuri:
– folie de p rotec ție simpl ă, realizat ă din material plastic tip PET (polietilen tereftalat)
– folie de protecț ie realizat ă din material plastic tip T PU (poliuretan termoplastic)
– sticlă securizat ă, material similar celui de pe dispozitivul mobil

2.2 Materiale de acoperire pentru carcas ă
Elementele prezente în carcasa telefonului vor depinde de cazul în care carcasa este din
metal sau plastic sau o combi nație a celor două. Învelișurile metalice pot fi realizate din aliaje de
magneziu, în timp ce învelișurile din plastic sunt pe bază de carbon. Carcasa conține de asemenea
adesea și compuși retardanți de flacără – adesea sunt utilizați agenți ignifugi bromurați, dar se depun
eforturi pentru a minimiza utilizarea acestora, și astfel sunt utilizați mai frecvent și alți compuși
organici care nu conțin brom.
2.3 Materiale de acoperire pentru componente e lectronice
O gamă largă de elemente și compuși sunt folosite în sistemele electronice ale unui
telefon. Cipul, procesorul telefonului, este realizat din siliciu pur, care este apoi expus oxigenului și
căldurii pentru a produce o peliculă de dioxid de siliciu pe suprafața sa. O parte din acest strat de
dioxid de siliciu este îndepărtată atunci când curentul va trebui să curgă. Siliconul nu conduce energia
electrică fără a fi "dopat" cu alte elemente; acest proce s implică faptul că siliciul este bombardat cu o
varietate de elemente diferite, care pot include fosfor, antimoniu, arsen, bor, indiu sau galiu. Diferite
tipuri de semiconductori (P sau N) sunt produse în funcție de elementul utilizat, borul fiind cel m ai
frecvent tip de dopant tip P.
Componentele și cablurile microelectrice din telefon sunt compuse în principal din
cupru, aur și argint. Se utilizează și tantal, fiind principala componentă a microconductoarelor. O serie
de alte elemente, inclusiv platina ș i paladiul sunt de asemenea utilizate . Solventul este utilizat pentru a
uni componentele electrice – de-a lungul anilor, acestea au fost de obicei compuse din staniu și plumb,
dar în ultimii ani au fost căutate alternative alternative fără plumb, dintre ca re multe utilizează o
combinație de staniu, argint și cupru.

-4-

Iată câteva informații despre elementele utilizate în semiconductori în interiorul unui
telefon: stratul de dioxid de siliciu de pe dispozitivul semiconductor împiedică curentul să curgă în
zonele semiconductorului unde acest lucru nu este dorit, și anume între tranzistori (î n esență o formă
de comutatoare) și siliciu . Tranzistorii devin din ce în ce mai mici și mai mici și, pe măsură ce fac
acest lucru, există de asemenea o cerință ca stratu l izolator dintre ele și siliciu să devină mai subțire.
Cu toate acestea, acest lucru este limitat de dimensiunea atomilor de siliciu și de faptul că, odată cu
scăderea la aproximativ 5 atomi grosime, stratul scade curentul și devine ineficient.
Pentru a c ombate acest lucru, s -au folosit straturi pe bază de hafniu; acest lucru
necesită, de asemenea, utilizarea unui material diferit pentru tranzistori, atât cu nitrura de titan, cât și
cu nitrură de aluminiu de titan. Pentru a conecta tranzistoarele cu stratu rile de cupru interconectate în
semiconductor, tungstenul este utilizat ca contact. Tungsten se găsește de asemenea în afara
dispozitivului semiconductor, ca greutăți pentru motoarele vibratoare din telefon.
Desigur, eforturile de îmbunătățire a dispozitivelor semiconductoare continuă și
posibilitatea introducerii compușilor de elemente de grup III -V în structura tranzistorului, cum ar fi
GaAs, InP și InAs, este o posibilitate care ar putea permite îmbunătățirea mobilității electronilor, și, la
rândul său, permit semiconductorilor să se micșoreze încă.
Microfonul și difuzorul telefonului conțin ambele magneți, care sunt, de obicei, aliaje
de neodim -fier-bor, deși dispropoziul și praseodimul sunt adesea prezente și în aliaj. Acestea se găsesc
și în unitatea de vibrații a telefonului.
Elemente cum ar fi aur, cupru și argint sunt utilizate în instalația electrică a telefonului.
Platină și tungsten sunt utilizate în circuite.

2.4 Materiale de acoperire pentru baterie
Majoritatea telefoanelor de astăzi folosesc baterii cu litiu -ion. Aceste baterii tind să
utilizeze oxid de litiu de cobalt ca electrod pozitiv în baterie (deși alte metale de tranziție sunt uneori
utilizate în locul cobaltului), în timp ce electrodul negativ este format din carbon sub formă de grafit.
De asemenea, va avea un solvent organic pentru a acționa ca fluidul electrolitic. Litiul din electrodul
pozitiv este ionizat în timpul încărcării bateriei și se mișcă în straturile electrodului de grafit. În timpul
descărcării, ionii se mută în apoi la electrodul pozitiv. Bateria însăși este adesea găzduită într -o carcasă
din aluminiu.

-5-

3. Concluzie
Impactul materialelor în design -ul unui telefon este extraordinar. Plasticul este
considerat ieftin iar metalul este considerat premium. Este o s enzație când sunt atinse, sau o idee
indus ă de catre marii produc ători. Segmentul de telefoane ieftine de pe pia ță este dominat de carcase
din plastic, în timp ce segmentul mai scump ofer ă o varietate de materiale, de la metal la sticl ă, lemn
sau piele. T ipul materialului face diferen ța în modul la care ne raportam la produse, și cateodat ă,
diferen țe de performant ă dintre acestea.
Spre exemplu, o carcas ă din aluminiu , în contrast cu o carcas ă din material plastic,
permite disiparea mult mai bun ă a căldurii generate de procesor. Ca rezultat, telefoanele cu carcase
metalice permit functionarea unor procesoare mai puternice, spre deosebire de cele cu carcase din
material plastic. Dar în acelasi timp, antena telefonului din plastic va fi mereu mai puterni că decat cea
a telefonului din aluminiu sau sticl ă.
Producătorii de telefoane mobil ă se bazează pe emoțiile consumatorilor, pentru a le
putea vinde pro dusele. Dar a vând în vedere cât de important este acest obiect gadget, nu trebuie
ignorata conexiunea emoțională. Sentimentul conteaz ă, iar în uzul zilnic, substanța internă va dicta
calitatea experien ței cu acel produs împreun ă cu strălucirea externă.

-6-

Bibliografie
Site-uri web:
https://en.wikipedia.org/wiki/Smartphone
https://en.wikipedia.org/wiki/Screen_protector
http://www.corning.com/gorillaglass/
http://www.ubergizmo.com/what -is/ion -strengthened -glass/
https://cen.acs.org/articles/92/i35/Dialing -Back -Cell-Phone -Waste.html
https://electronics.howstuffworks.com/capacitor2.htm
https://electronics.howstuffworks.com/everyday -tech/battery3.htm
https://electronics.howstuffworks.com/iphone1.htm
http://www.compoundchem.com/2014/02/19/the -chemical -elements -of-a-smartphone/
http://www.whatsinmystuff.org/links/
https://www.ilovesamsung.ro/stiri/materiale -smartphone/
Reviste:
“Igloo – habitat & arhitectura”
Nr.177 aprilie -mai 2017
Inv.38166 Cota PI 206
pag.144 – “Scurt tablou al converitii mater ialelor in design”
“L’Arca”
Nr.220 decembrie 2016
Inv.332016 Cota PII 204
pag.72 -75 – “Good Design Awards”
“Domus”
Nr.922 februarie 2009
Inv.34527 Cota PI 44
pag.90 -91 – “Google Mobile Phone”