Elimizin Altındaki Malzemeler “Akıllı Telefonlar”

Günlük hayatımızda en çok kullandığımız eşyaların başında şüphesiz akıllı telefonlar yer almaktadır. Öyle ki, bu durum bir ihtiyaçtan öte gelişen teknolojiye sahip olma isteği halini almıştır. Sürekli gelişen akıllı telefon pazarında, endüstriyel tasarımın yanında malzeme seçimi de büyük ölçüde etkilidir. Akıllı telefonların üretildiği üç temel malzeme vardır.

Plastik

Akıllı cihazlarda plastikler arasında en çok kullanılan malzeme polikarbonat olup yüksek darbe direncine, nispeten iyi sıcaklık direncine ve son derece esnekliğe sahiptir. Polikarbonatın cam veya metale oranla düşük maliyeti göz ardı edilemeyecek kadar önemli bir avantajdır.

Polikarbonat, akıllı telefon veya tablet yapmak için yeterli olmasına rağmen düşük ısı iletkenliğine sahip olması nedeniyle termal açıdan kısıtlayıcıdır. Polikarbonat, alüminyum ve magnezyum ile ısı iletkenliği açısından kıyaslandığında;

• Alüminyum: 220 W / m * K
• Magnezyum: 156 W / m * K
• Cam: 8 W / m * K
• Polikarbonat: 22 W / m * K

Bunun bir sonucu olarak, iç parçalar daha yüksek sıcaklıklarda olsa bile bir polikarbonat gövdeli cihazlar daha rahat elle tutulmaktadır. Aynı zamanda düşük sıcaklıklarda alüminyum gövdeli bir cihaz, polikarbonat gövdeli bir cihazdan daha soğuk hissedilir.

Metal

Metaller bilinen elementlerin % 80’ini oluşturur. Akıllı telefon üretiminde dış kasadan mikroelektroniğe kadar çok sayıda metalden yararlanılmaktadır.

Son yıllarda akıllı telefonların kasalarında ekstra koruma için eloksal dış katmanlı havacılık sınıfı alüminyum kullanılmaktadır. Bu katman sadece 5 mm kalınlığında, boyadan daha incedir. Magnezyum da kasa için yaygın olarak kullanılan başka bir malzemedir, Alüminyuma kıyasla düşük yoğunluğu sebebiyle daha hafiftir. Ancak kullanım alanı çoğunlukla orta çerçeve ile sınırlıdır. Magnezyum kasaların seri üretimde kullanılmamasının sebebi, oksijen içeren ortamlardaki reaktif davranışı ve yüzey işlemi yapılmaması durumunda hızla paslanmasıdır.
Ancak nihai bir üründe malzemenin işlenmesiyle ilgili zaman ve maliyet, fiyat farkının büyüklük sırasına göre daha büyük olabileceği anlamına geldiğinden, alüminyum gövdeler önemli ölçüde daha pahalıdır.

Metallerin sert olması nedeniyle yüzeylerinin çizilmesi de daha zordur. Bununla birlikte, eloksal işlemiyle çizilmeler, işlenmemiş yüzey ortaya çıkarsa muhtemelen görünür olurlar.

Akıllı telefonların pillerinde, katot olarak %60’ı kobalt olan lityum kobalt oksit (LiCoO2), anot olarak ise grafit kullanılan metallerdendir.

Akıllı telefonların işlemcileri genel olarak silikondan yapılmakla birlikte, üstün elektriksel özellikler için fosfor, antimon, arsenik, bor, indiyum ve galyum gibi çeşitli elementler ile bombardımana tutulmaktadir.
Telefon içindeki elektrik bağlantıları için ihtiyaca bağlı olarak bakır, altın, gümüş ve tungsten kullanılmaktadır. Lehimleme işlemi için genellikle bakır ve gümüş tercih edilmektedir.

Hoparlör ve kulaklıklarda küçük bir yerden çok ses çıkarmak için yüksek güçlü neodymium mıknatıslar kullanılır. Bu mıknatıslar neodimiyum, demir, bor ve bazen de az miktarda nadir toprak elementleri içerirler.

Cam

Bu üç malzeme türünün en katı ve rijiti, çizilmeye karşı en dirençli olanıdır. Bununla birlikte kırılgan ve hassastır.
Akıllı telefonların ekranı göründüğünden çok daha karmaşıktır. Alüminosilikat cam, bir telefonun dış kaplaması için kullanılan en yaygın cam türüdür. Alüminosilikat cam, potasyum iyonlarıyla bombardımana tutularak daha mukavim hale getirilir. İndiyum kalay oksit tabakası camı dokunmatik ekrana uygun hale getirir ve az miktarda nadir toprak elementleri, ekranda belirli renkleri sağlar.

Telefonların kameralarında kullanılan Gorilla Glass özel malzemesi yerini safir camlara bırakmıştır. Safir camlar, Gorilla Glass’a göre 10 kat daha pahalı ve 1,6 kat daha ağır oluşunun yanında çevre dostu da değildir. Safir cam üretiminde, Gorilla Glass üretiminde kullanılan enerjinin 100 katına ihtiyaç duyulmaktadır. Işığı daha az iletmesi, cihazların pil ömrünü kısaltmaktadır. Bütün dezavantajlarına rağmen Gorilla Glass’a göre 2,5 kat daha fazla bası kuvvetine dayanabildiği için safir camlar tercih sebebi olmuştur. Merceği kaplayan bu sentetik malzeme bir elmas kadar serttir, Moh’un sertlik ölçeğinde 9 ile derecelendirilir.

Akıllı telefon pazarında başta gelen üreticilerden birinin imalat prosesi:

Kaynakça

1. http://www.visualcapitalist.com/extraordinary-raw-materials-iphone-6s/
2. https://www.corning.com/gorillaglass/tr/tr/products-with-gorilla/samsung/samsung-galaxy-s7.html
3. https://chemical-materials.elsevier.com/new-materials-applications/iphone-7/