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藍寶石 液態金屬:iPhone 6的最完美形態

  作為業界創新的領導者,蘋果公司的一舉一動都受人關註。尤其是在其新產品iPhone 6即將發佈之際,各種宣傳鋪天蓋地。

  有文章說“蘋果存儲瞭大量藍寶石、液態金屬運用在實際終端上的專利,而且在這兩種材料供應上,蘋果采用瞭近乎壟斷的辦法”,“藍寶石、液態金屬都已出現在iPhone上,比如5S的Home鍵、攝像頭外層覆蓋的玻璃,同時還有iPhone 3G上SIM取卡器,傳聞iPhone 6和iWatch要用藍寶石屏”,並且非常誇張地強調“可以不誇張的說,未來iPhone最完美的意識形態就是,藍寶石 液態金屬這樣的組合”。

  說的是如此的美好,現實是什麼樣子的呢?我們不妨查查資料、仔細瞭解一下。

  液態金屬

  液態金屬又叫金屬玻璃,即非晶材料。

  在一般的鑄造條件下,金屬從液態冷卻下來的過程中發生結晶,最終材料呈晶態結構;我們通常使用的金屬都是晶態的。而如果金屬以非常高的冷卻速度從液態冷卻凝固成固體,結晶將來不及發生,因而在室溫保留液態原子無序排列的凝聚狀態,即非晶狀態。

  非晶狀態的合金具有許多獨特的性能,如優異的磁性、耐蝕性、耐磨性、高的強度、硬度和韌性等。

  自60年代以來,國內外材料科學界針對這種材料開展瞭大量的研究開發工作。但對於普通的金屬來說,非晶態的獲得需要很高的冷卻速度(>100000℃/s),當材料尺寸較大時,其自身的導熱不足以使其產生如此高的冷卻速度,因此大塊非晶合金的制備十分困難,目前還沒有成熟、廉價的解決辦法。蘋果公司雖然申請瞭很多項相關的專利,但是想在不久的將來做出一個使用非晶合金的手機外殼是不可能的,即使蘋果公司聲稱自己“很願意等待一個時機,將液態金屬用在一款‘突破性產品’上”。在iPhone 3G上,蘋果公司僅僅是做瞭一個可以用普通回形針或大頭針代替的取卡針,然後即號稱在其產品中使用瞭“液態金屬”產品。

  順便指出,液態金屬(Liquidmetal)是一傢做非晶合金應用的美國公司的名字,蘋果公司購買瞭該公司的專利,並聲稱計劃在下一代iPhone的外殼上應用非晶合金。液態金屬還讓人聯想到《終結者2》中打不死的液體金屬機器人T1000,聽起來很酷。

  藍寶石屏幕

  關於藍寶石屏幕,我們可以聽聽康寧公司怎麼講。當然,作為目前包括iPhone在內大多數智能手機屏幕材料大猩猩玻璃的生產者,他們不會有什麼好話,但是對錯讀者自己可以判斷。

  今年3月,康寧公司高級副總裁兼托尼 特裡佩尼面對分析師提出的關於藍寶石玻璃和大猩猩玻璃的問題,指出瞭藍寶石玻璃一大堆的缺點:

  1、不抗壓。藍寶石無法承受一塊大尺寸智能手機屏幕所需承受的強度。藍寶石適合作為手表或者相機鏡頭的保護蓋,但對於手機而言,則不那麼理想。大猩猩玻璃在測試中能承受比藍寶石玻璃高2.5倍的壓強。

  2、價格昂貴。比大猩猩玻璃貴瞭大約10倍——且不可能通過增加產量降低成本時,因為這種材料的結晶時間比康寧玻璃長瞭大約4000倍,熔點也比後者高得多,且其與生俱來的高硬度大大提高瞭切削加工的難度和成本,隨著尺寸增大,形成無瑕疵結晶的難度呈幾何級增加。

  3、重量更重。比大猩猩玻璃重1.6倍。

  4、不環保。生產一塊藍寶石玻璃的能耗比玻璃高出大約100多倍;使用時,由於藍寶石玻璃透光率更低,因此將使手機屏幕變暗,或者調高亮度而縮短電池續航能力。

  據筆者所知,康寧公司的上述言論基本屬實。並且,即使康寧公司也承認“藍寶石玻璃抗刮能力更強”,但我們知道,雖然藍寶石是自然界硬度僅低於鉆石的材料,但其硬度實際上遠低於鉆石,而生活中存在大量的人工合成物質,其硬度可能超過藍寶石,要劃傷藍寶石玻璃是輕而易舉的事情。所以,即使新的iPhone手機真的采用可藍寶石玻璃屏幕,作為其使用者還是需要對其呵護備至,以免劃傷。

  雖然iPhone 5S的Home鍵、攝像頭外層覆蓋的玻璃已經采用瞭藍寶石材料,盛傳新一代iPhone將使用整塊的藍寶石玻璃作屏幕,但正如特裡佩尼所指出的那樣,藍寶石玻璃的一大優勢就是“藍寶石”這個極具誘惑力的名字,蘋果公司實際上隻是在其產品上使用瞭一種主要成分為氧化鋁(藍寶石的主要化學成分)的玻璃,一種常見的硬脆的人工晶體。