液体金属

液态金属带来的机遇

发布时间:2022/7/11 20:28:49   
刘军连出诊时间 http://pf.39.net/bdfzj/131210/4305593.html

说到液态金属可能我们会回想起《终结者2》中大反派角色金属机器人,身体收到中创后体内的金属液体可以自行对其创面进行修复,而且可以将身体转变为各种形态。而当下随着科技进步以前只能在科幻电影上面看到的“黑科技”如今已应用到了现实。

在推动液态金属商用这件事上,苹果最早投入。

液态金属因兼具金属和玻璃的性能,具有极高的强度和硬度以及高光洁度质感,既美观又结实,与精致耐用的iPhone定位相符,因此在年左右,苹果就开始了相关技术的研发。

当时,苹果有意要用液态金属来制作iPhone的外壳。它不仅自己尝试了液态金属中框的设计、模具的研发,但最终因为生产制造过程中高昂的成本而放弃。

做出妥协后的苹果,后来只用这种新材料制作了iPhone的取卡针,但是它的举动带来的影响却深深烙在了这个行业。它把液态金属一下拉到了人们眼前,吸引资本和新玩家涌入。

当下如果你是苹果公司用户的话,一定对曾经的iPhone4S不陌生,因为苹果SIM卡槽捅针就是用这种材质制作的。别小看这小小的一枚零件,它运用了“液态金属”的前沿技术,在寿命上经久耐用,抗摩擦划痕,强度大,磁铁也无法将它吸住。

在苹果入场不久后,华为也成立了实验室,目的是挑选全球顶尖人才和科技项目,培育AI、软件、通信、材料等多领域中最具前景的先进技术,液态金属就是其中的一小分支。

华为曾做过28天的盐雾测试,它发现液态金属是唯一没有发生氧化的物质,这一特性促使其在万千材料中选择了它。华为认定液态金属将是商用中最好的材料选择,并持续进行多年的研发积累,因此后在设计MateX系列手机铰链时,液态金属材料才能被恰到好处地应用。

液态金属材料的魅力很大。发展十余年,尽管在商用上没有更多动作,苹果一直未曾放弃在其上进行技术积累,富士康至今也保留着液态金属项目研究团队。如今从苹果到华为,液态金属零部件也从卡针走向了铰链,有了一次质的变化。

不同于此前取卡针、摄像头的支撑零件等小部件,锆基液态金属铰链整体设计相当复杂且形态更大,拉升了液态金属零部件的技术和生产水准。业内普遍认为,类似于年第一代iPhone的出现,技术上虽不够成熟、出货量表现亦不理想,但因其技术和产品上的创新性设计,5G折叠屏手机具有划时代的产品意义,能够在出货量上拉动液态金属行业。

华为研发出的锆基液态金属铰链,给液态金属行业带来了希望。

01

什么是液态金属?

液态金属是指一种不定型金属,液态金属可看作由正离子流体和自由电子气组成的混合物。液态金属也是一种不定型、可流动液体的金属。简单来说,液态金属其实是一种合金,常温下我们看到它是固态,之所以称之为“液态”因为低熔点性在特定温度下可以由固态转为液态。

02

液态金属相对传统材料优势

液态金属拥有独特的原子结构,其原子排列完全无序。这使得液态金属这一材料为金属零件制造和原有加工工艺不能实现的部件提供了一种新的可能性。其基本性能体现在三个方面:

高强度、高硬度。液态金属的强度是铝、镁合金的10倍以上,不锈钢、钛合金的1.5倍以上。在轻合金中,液态金属的比强度(单位密度的强度)也是最高的。现在常见的商业应用为手机SIM卡槽框架、手机取卡器等。

极强的耐磨性和耐腐蚀性。潜在应用包括:汽车装饰件和在苛刻条件下应用的产品:防护产品、牙科领域产品、工业设备、食品加工设备组件、航海领域产品、医疗设备、户外运动设备组件等等。

液态金属在散热性、电磁屏蔽性方面均在轻合金中出类拔萃,又因为其可塑性,使得液态金属在半导体行业也有不小的应用。

03

液态金属的应用场景更加广泛

目前,液态金属已广泛应用于电力电子、消费电子、医疗、体育用品、航天军工、汽车等多个领域,潜在市场空间大。在电力电子,主要应用于变压器、电感器、传感器等;在消费电子领域,液态金属主要应用于手机卡托、手环表壳、手机中框、卡锁块、USB接口、光学镜头支架等;在医疗领域,液态金属主要应用于外科手术刀、固定骨折的夹板和钉、微创医疗器械金属材料等。

在生物医药领域中科院理化所刘静团队,其首创的液态金属神经连接与修复技术,被认为是“令人震惊的医学突破”;创建的液态金属血管造影术、液态金属栓塞血管治疗肿瘤技术、碱金属流体热化学消融治疗肿瘤法、注射式固液相转换型低熔点金属骨水泥、液态金属柔性外骨骼技术、印刷式液态金属柔性防辐射技术、注射式可植入医疗电子技术等,也以其崭新的学术理念和技术突破性,引起业界广泛重视。

在热控与能源领域,液态金属芯片冷却技术由中科院团队于年至年期间酝酿并首次提出,随后引发国内外学者和产业界的广泛

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