最近因為媒體關注的蘋果公司投資，「液態金屬」曝光次數大增，但究竟什麼是液態金屬？每種金屬加熱超過熔點，不是都會變成液態金屬嗎？這個名詞容易讓人混淆。液態金屬的技術，英文是 Amorphous Alloy，翻譯過來應該叫做「非晶體合金」，或是依其性質叫做「金屬玻璃」；但是因為蘋果合作此技術的公司，公司名稱及專利就叫做「Liquidmetal」，所以現在多以「液態金屬」來指稱 Amorphous Alloy技術。
用 Liquidmetal 材料所製的iPhone SIM卡取卡工具
大部分人都知道，物質有固、液、氣三態，不過隨著近代科學發展，有更多以前認為屬於三態的東西，其物理性質跟三態有很大不同，所以後來就獨立分出來。
像是：
把氣體加溫加壓到一定程度 -> 電漿態
高分子呈現有規則的捲曲、折疊、堆疊 -> 液晶態
玻璃(雜亂無章的堆疊) -> 玻璃態(or amorphous material非晶型的材料) 等等
原理：
固體型態的金屬，金屬原子間有著「金屬鍵」，原子互相以「晶格」型態排列；加熱超過熔點後，金屬鍵被打破，原子不再以晶格排列，金屬融化為液體。當溫度下降，金屬從液態凝固為固態，此時溫度下降的速率越慢，金屬原子間形成的晶格越多；溫度下降越快，形成的晶格越少。 Amorphous Alloy就是將液態的合金，急速降溫，形成沒有晶格的類似玻璃結構。
下圖左為慢速冷卻，中間為常溫冷卻。同一種金屬，晶格越大越整齊就越有韌性，晶格少則較為堅硬、低延展性。扭曲金屬就是在破壞它的晶格，回想一下當你把湯匙扭曲折斷之後，折斷的面是不是變得很堅硬。最右邊為 Martensite (高硬度的鋼)可以看到已經沒有什麼晶格了。
特性：
因為原子排列方式不同， Amorphous Alloy表現出一般合金所沒有的性質：
- 超高硬度
- 高延展性
- 高導熱係數
- 高導磁率、高磁感、低鐵損
- 高抗腐蝕能力
應用：
已經商業化的應用，例如高爾夫球桿、醫療雷射針頭、Vertu手機、OMEGA手錶、CoolLaboratory的散熱膏及heat sink。因為生產成本仍高，多是高單價的產品應用，一般人接觸的機會不多。
現在手機、平板機殼，多半使用CNC直接加工洗出，尺寸精準、細緻；缺點為產生大量金屬廢料，且產能有限，容易成為整機零組件的瓶頸。
另一種製造金屬機構的方式：【壓鑄】。製作一套模具後，將金屬融化灌入模具，冷卻凝固後即可得到想要的形狀；利於大量生產，幾乎沒有廢料。但金屬從液態凝結為固態時體積收縮，尺寸難以精準，表面粗糙，常需搭配CNC、陽極、烤漆等各種後加工處理。
從蘋果公司的專利佈局，可以看出其有意將液態金屬導入手機、平板的機殼或零組件中。液態金屬類似玻璃的特性，在高溫下黏滯度降低，具可塑性，可用模具壓鑄成形，又沒有液固態變化的體積收縮問題。其高強度、高韌性、抗腐蝕等優點，吸引各家消費電子廠商紛紛投入研發，相信過不了多久，液態金屬會廣泛應用在人們的日常生活中。
留言列表
