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机皇的新装 揭开液态金属的神秘面纱
  • 2013-7-29 13:24:25
  • 类型:原创
  • 来源:电脑报
  • 报纸编辑:薛昱
  • 作者:
【电脑报在线】看过《终结者2》的朋友,对片中的大反派T1000机器人肯定印象深刻。它采用了液态金属材料不仅打不死,还能变成液体流动,异常生猛。最近液态金属在IT业界被频繁提起,先是苹果获得了液态金属量产的专利,也有消息称HTC准备在今年下半年推出采用这一材质外壳的手机。那么手机上采用的液态金属是否想电影里展现得那么神奇呢?

    看过《终结者2》的朋友,对片中的大反派T1000机器人肯定印象深刻。它采用了液态金属材料不仅打不死,还能变成液体流动,异常生猛。最近液态金属在IT业界被频繁提起,先是苹果获得了液态金属量产的专利,也有消息称HTC准备在今年下半年推出采用这一材质外壳的手机。那么手机上采用的液态金属是否想电影里展现得那么神奇呢?


谜一样的液态金属

    在现实中的液态金属当然没电影里那么神奇。实际上我们现在所说的液态金属并非是液态。它是一种合金,与现在普遍采用的镁铝合金相比,耐磨性、抗撞击性都更强,而且看上去又有玻璃般光滑的质感。

    纯的金属,例如铁,延展性较好,但硬度不足。为了加强其硬度,我们会在其中加入一些其他材料(通常是碳),形成铁结晶。铁结晶会有不同的方向性,形成一个网格状结构,这就是“钢”。钢的硬度比铁好多了,但是其内部两个铁结晶接触的边界没有封死的话,就容易因为金属疲劳,受力之后,铁结晶边缘断裂,产生永久的形变。正是因为传统材料有这种问题,所以能做出极高强度但又不会受到晶体的物理限制所拖累的液态金属就诞生了。

    液态金属的配方是锆52.5%、钛5%、铜17.9%、镍 14.6%、铝 10%,里面的原子有大有小,所以不会形成结晶,原子也不会自由移动,拥有很强的硬度。这种金属被加州理工学院的科学家取名为“Vitreloy”,而负责营销这种金属的公司是一家叫 “Liquidmetal(液态金属)”的技术公司----这种Vitreloy新型合金也就被称为“Liquidmetal(液态金属)”。可以说,“液态金属”这个名称的由来其实就是厂商为了营销而炮制出来的商业名称。如果说它有什么地方像液体,那就是:第一,用这种金属制造零件,可以采用类似塑料注射成型的方式,从而极大地提高零件的精度;第二,就是这种材料表面触摸起来就像液体般顺滑。

坚固又美观的材质

    与手机现在常用的玻璃、塑料和铝镁合金等材质相比,液态金属有什么优势呢?每种材料有各自的特点:塑料是最便宜的,但质感和坚固性都一般,iPhone 3G和3GS用塑料材质着实招来不少人的非议;铝镁合金的外观和触感表现都不错,但耐磨性能一般,很容易就会留下划痕;玻璃材质的外观更是容易吸引人,但一个不留神却可能导致粉身碎骨--- iPhone 4 和 iPhone 4S 从手中脱出的一瞬间只怕是让人心惊胆战。液态金属可以把它们的优点结合在一起,扬长弃短。

 

    液态金属因为是多种金属混合的非晶型合金,所以在不经过特殊工艺处理时很多时候表现很像玻璃,比如同样都没有一个固定的熔点(会渐渐软掉),这样让它熔融后塑形能力非常的突出,使它的铸造过程更加类似于塑料而非金属,可以更方便的打造为各种形态的产品。除了铸造的便利性,液体金属的成品有非常高的强度,可以耐磨和撞击,甚至还可以恢复到原本固定的形状。同时在外型上也有不错的美观度,可说是兼具了坚固和外观的材质,也就补足了目前常见材质的主要缺点。可惜的是,早期液态金属的应用纪录并不辉煌——最先最主要的应用是做高尔夫球杆的杆头,利用它弹性好的特性,可以把球击得更远。但是不幸的是,由于工艺的原因使它极易碎,很多人花了大钱买回家之后,打没多久突然就看到自已的杆头“爆碎”。后来在 Liquidmetal 公司投入资金改善合金的组成,并改善生产方式后,才彻底解决液态金属脆弱的“心灵”。后来Vitreloy 被美国陆军拿来做穿甲弹的弹头、被 NASA 拿来做Genesis宇宙飞船上的太阳风收集器、被BP拿来做钻油平台的钻头。

    前面介绍了这么多,接下来我们就来看看液体金属究竟长啥样。看起来液体金属类似于不锈钢,只是它银灰色的色调跟不锈钢有点不同。表面能进行抛光等不同的处理,非常的闪亮。但摸起来没有金属那样冰冷。


高贵注定孤独

    液态金属的优秀特性,无疑为正苦于如何为手机打造全新外衣的厂商带来了希望。实际上,苹果在2010年就从Liquidmetal公司得到了液态金属技术的使用授权,研究其用于制造iPhone手机外壳。然而到目前为止,我们并没有看到任何一款苹果产品采用液态金属。之出现这种情况,是因为液态金属是是一门全新、与众不同的金属技术,还没有任何一个生产厂商能完全掌握这门合金技术。2012年,液态金属发明人阿塔坎·皮克也表示目前液态金属还没有达到成熟的阶段,这种全新的技术还没有适合的生产设备能利用好这个新技术。也估计苹果会用三到五年的时间,花费三到五亿美金来进行研发,才会对液态金属做量产的动作。如果阿塔坎·皮克的预估准确的话,那下一代 iPhone 中也不可能有液态金属的身影,至少会等到两~三年以后的大改版才会有机会看到液态金属的相关产品。

    其实目前并不是没有液态金属的产品,苹果第一项采用液态金属的产品是 iPhone4/4s 的 SIM 卡顶针。如果你对于液态金属的成品感到好奇的话,只要拿取卡针来研究一下就会知道这是什么样的材质了。过去三星和诺基亚其实也都有在手机上部分零件上使用过液态金属,比如三星Ego GT-S9402就采用了采用液态金属制造的部件。不过目前苹果拥有着独家的使用权,要看到全面采用液态金属设计的机身,未来主要也只能看着 苹果表现。假如其他公司跟随,苹果也可以收到专利费用,不得不佩服苹果的深谋远虑。

苹果iPhone的液态金属SIM卡顶针

    值得一提的是,不久前苹果与Liquidmetal技术公司的合资企业——Crucible Intellectual Property获得了一项专利-----称为“大块非晶合金板材成形工艺”的新专利,这有望为液态金属量产打下技术基础。不过,即便是液态金属生产工艺得到改进,这种材质不会很快流行起来,毕竟成本要高出普通材质许多,像苹果这样有钱的主也不会用于制造MAC设备的外壳,也只能应用到iPhone手机这样小件、高价的数码产品中。无独有偶,另一个消息显示,HTC 计划在今年下半年为他们的新款智能手机使用液态金属金属材质。HTC将会在今年下半年推出全新的WP8设备,现在HTC已经在HTC One上采用了金属机身,而竞争对手诺基亚也已经在Lumia 925上使用了铝制材料,使用金属机身的HTC WP8设备似乎也是顺应时势。但如果真的有这款神秘液态金属HTC手机的话,考虑到年底前HTC还会有另一台二代大蝴蝶将登场,搞不好采用此种新型机壳的可能性也并非没有哦。不过有一点是可以肯定的,即便是应用到了手机之上,短期之内价格较高的液态金属也肯定只是机皇的标配。


延伸阅读

不是一回事

散热器上使用的液态金属

    经常关注电脑硬件的朋友可能会知道在散热器中已经用到了液态金属,这与前面提到的液态金属材质在名字上完全一样,那么是一种东西么?

    显然不是!前面提到的Vitreloy在使用时仍然是固态的,而用在散热器上的液体金属是真正“液态”的。早在2008年,一家丹麦公司就推出了相关产品,其采用的是钠钾共晶合金,大致由78%的钠和22%的钾组成,熔点-12.6℃(沸点785℃),低于两种纯金属各自的熔点,所以室温下也是液态的。其原理是靠水泵让钠钾共晶合金在散热器内部流动起来,将CPU产生的热量带到鳍片上。但是钠钾共晶合金与水、空气的反应非常剧烈,即使只有1克也容易造成爆炸或火灾,所以使用时需要注意。

    国内厂商有涉足这一领域,从2012年底开始,依米康推出了一系列的液态金属散热器。其采用的液态金属散热方案是由中国科学院理化技术研究所在2002年提出的,其液态金属的配方至今仍未公开。不过依米康的液态金属散热器也确实不便宜,价格最低的特种冰也要499元,最高端的BMR波浪A-1更是买到了5188元。

 
本文出自2013-07-29出版的《电脑报》2013年第29期 A.新闻周刊
(网站编辑:pcw2013)


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