液态金属材料解析，非晶态合金优缺点及cmf中的应用

液态金属材料解析，非晶态合金优缺点及cmf中的应用

液态金属在国际CMF设计大会上有重磅亮相过，它的名字很有欺骗性。相信不少设计师对于液态金属这样一种材料有着误解及没有相关的定义和认识，在产业逐渐成熟的液态金属行业，如果你不关注这个领域，很可能会和这个好玩又有潜力的材料擦肩而过。那么现实中，液态金属究竟是什么？真的是液态的金属嘛？优概念想要告诉你的是现在在材料行业中指的液态金属，并不是液态的金属。它的学名叫非晶态合金，也叫作金属玻璃，因为它与常见的玻璃有相似的结构。所以它是固体，而且成型后，就很难再回炉重造了。

一、液态金属进入中国就走歪了

你听到的液态金属，仅仅只是一个公司的名字

液态金属这种材料的学名叫做非晶态合金（Amorphous Alloy），始于美国，由加州理工的Duwez教授在1960年用快淬工艺制备。

进入中国时，由美国这种材料的生产商 Liquid Metal 公司的名字直译而来，并被媒体大肆传播。

于是，Amorphous Alloy 在国内的叫法就成为了“液态金属”，而原本“非晶态合金”、“金属玻璃”等名字，便被人们逐渐淡忘。

在3C行业，我能看到的最早出现的非晶合金零部件是iPhone的卡托针。

但我告诉你，关于非晶合金，你能在小时候的科普读物中找到。

所以非晶合金，或者说金属玻璃并不是一个非常新颖的材料，但为什么到了今天，才有厂商开始推动它在消费电子品上的应用呢？

二、金属玻璃的材料密码（一）

理论性能强劲，制备工艺成本下降

通常来说，要将一款金属材料运用到设计上，CMF设计师会去了解材料以下几个特性：

硬度、强度、表面可做粗糙度、塑性（延展性）

而其他特性：如晶体非晶体、性能原理、电学性能等，就根据需求了解就行。

而非晶合金具有高机械强度，高硬度，低弹性模量，高耐磨性，高耐蚀能力，以及优良的软磁性能。

虽然非晶合金也被称为金属玻璃，但它依旧保留了部分的金属特性，包括有一定的延展性，只是针对常规晶态合金而言，低了不少。

而难能可贵的是，非晶合金的缩水率极低，也就是说，在成型后，基本模腔是什么样子，成型出来的件就是什么样子。

由于其材料性质的原因，一些主机厂开始关注这款材料。

但由于其加工需要骤冷这道工艺环节，导致只能成型比较小的件，最终便在很多产品零部件上能看到非晶合金的身影。

经过一段时间的生产与发展，国内外涉及非晶合金的厂商提高工艺效率与降低成本也让更多资本进入这个市场，这也是现在非晶合金开始进入设计师眼中的一个因素。

三、金属玻璃的材料密码（二）

应用不仅仅是小零件

非晶合金只能生产小的产品嘛？目前来看，是的，而且由于其成型过程的特性，在技术突破前，将一直以小型产品或零件的形式出现在大家眼中。

它能做到多大？

根据业内相关朋友介绍，一个件如果全是非晶状态，长宽现在可以做到30cm，但厚度是不能超过3mm的，否则成本就是成倍增加。

所以也就引出了一个新命题——非晶合金的手机中框及后盖。

是的，由于材料缩水率很低，对于手机中框这类复杂结构的零件，通过压铸成型是比较经济的方式，出模后的产品与设计基本无差。

这就是非晶合金的一个优点。除了手机中框，另外一些结构复杂的小件也非常适合用到这个材料一次成型。

另外，非晶合金还有一个很大的优点，就是其硬度和刚性。简单来说，高硬度能让它的表面想比普通金属，更加耐划伤；

而刚性优势让非晶合金只有一个造型状态，即使施加了力，改变了它的物理造型，在力消失后，能回到成型后的造型，不会出现变形。

这个特性可以针对性地生产一些需要这个特性的产品。

既然说了优点，缺点也不能避而不提。

首先就是表面缺陷。

由于非晶态合金加工方式多为压铸成型，难免会出现沙眼等表面缺陷，尽管不同厂商会从原料上、工艺上改进这个问题，但在外观件上还是需要注意。

另一个就是表面处理的难度了。

非晶合金拥有高硬度和刚性，表面非常致命，虽然可以用PVD对表面进行着色，但色彩选择与成本控制是两个让CMF设计师头疼的问题。

四、关于液态金属，怎么关注才好？

了解特性，通过材料特性打造产品

说了这么多，关于非晶合金的特点可以总结为：

1、硬度高

2、成型方便，缩水率少

3、刚性，不易变形

4、产业逐步完善，可拿到资源

1、表面处理成本不低

2、不能做大件、厚件

3、色彩选择范围有限

那么，作为CMF设计师，应该如何去判断这个材料能否与我所用呢？

我一直认为，材料没有好坏之分，只有对错之分，而通过材料的特性去设计产品，则是水到渠成，百分百对的事情。

所以，无论是面对非晶合金，还是碳纤维、石墨烯材料等等这些看起来与生活比较远的材料，通过亲自把玩、亲自体验其特性去了解，再在设计过程中以材料为导向进行产品设计，让材料特性融会贯通到产品中，会比在产品出来后再去选材料方便得多。

但这里又有好多坑，例如：CMF设计完后，发现材料供应商不配合或者仅有一两家做这个材料的厂商，根本不敢把赌注压在他们身上。面对这样的问题，很多产品也不敢直接用上新材料，而等到新材料供应发展成熟后，才会逐渐进入人们视野。

来源：DIUDI