iPhone用的“液态金属”是什么意思？
非晶合金是iPhone所用材料的总称，其中非晶指非晶，合金指合金。但由于生产难度大，工艺要求高，这种材料不能用于iPhone的外壳，只能用于iPhone的SIM卡座。这个零件是美国LiquidMetal公司(液态金属这个名字的由来)生产的，张老师可能没有接触过。
(取卡针)
这是真正的非晶体金属体。在接触之前，很多人会误以为液态金属是这样的:
或者，像这样:
哦，不，应该是这样的:
甚至有人在看到苹果用液态金属的新闻后这样说:
这.....脑洞太大，完全堵不住...
所以我来结束这一切。
主体
要说液态金属，首先要从普通金属说起:
作为一个读过初中的好孩子，我们知道金属是由金属键连接的，被老师描述为:
被电子海洋包围的正离子。
即金属阳离子浸没在自由电子的海洋中。
金属结合会影响金属的以下特性:
困难
熔点
强烈的
艰苦的
可发芽的
导电的
导热的
其中，对于日常使用，我们主要关注:
困难
强烈的
艰苦的
可发芽的
其余的，除了特殊用途，一般生活中不会有太大影响。
困难
硬度被描述为材料抵抗永久性损伤(刺穿、缺陷)的能力。说白了就是你的手机砰的一声掉在地上，被捡起来的时候，外壳上有没有划痕。
其中伤害一类也是初中老师提到的(初中老师这么大...)，可分为弹性变形和塑性变形。
然后想一想，为什么这两个不同是由同一个力造成的？
初中老师这个时候不工作了，因为初中知识只能告诉你，当力超过材料的弹性极限时，物体就会发生塑性变形。那么，为什么呢？
万能的大学老师出现了，大学老师说，因为原子出轨了。
(原谅我没有发现原子...)
本来每个人都应该认真去做的，比如如下:
嗯，很有规律，但是在外力的作用下，上面的“王。八个蛋”出现了，于是大家走散了...
严肃地说，这叫原子永久位移，那么为什么材料在位移后会改变性质和形状呢？
接下来，我们应该引入一个概念:
结晶性
不好意思，我也不确定这个用中文叫什么。这叫做结晶度(谢谢@)京京京京京京)...
这是什么？其实就是元素中原子排列的形式。我们可以想象一下，如果把金属放大，就不会乱七八糟了。这是它的自然属性，也就是它有着鲜明的晶格结构。但是，并不是所有的物体都具有这种鲜明的晶格结构，如玻璃、陶瓷等陶瓷(无机非金属)材料或聚合物(有机聚合物)材料。
所以，下面会有三种类型的材料:
结晶晶体
半结晶的
无定形的
这时候看到非晶，就应该知道非晶合金属于哪种液态金属了吧？
回到前面的晶体性，为什么要提这个晶体性，因为它决定了原子排列的顺序，而根据生活常识，我们知道一个房间越有序，越容易让它混乱。
这就是为什么物质总是倾向于从有序到无序，从高能到低能的变化。
为了更好地理解，用作晶体的金属在原子结晶形成上可以分为以下三种类型(@京京京京京京京京京京):
体心立方
面心立方
六角形紧密包装(HCP)
很无聊，好吧，我也很无聊，尤其是最后一个的发音...
首先，根据图片在头脑中想象。不要只看一张图。试着想象一下，把大量相同的结构拼接起来之后会发生什么。那我就分别解释一下:
体心立方
因为它是以一个原子为中心的立方体，许多相似的结构组合起来后，会出现大量的原子重叠(应该翻译为重叠)，因为每个原子都可以作为周围八个原子的中心。所以！每个原子在各个方向上的应力是均匀的，所以需要更大的力才能使其发生塑性变形。所以硬度很高(但不比陶瓷高，原因后面解释)。同样是强韧，但这导致这种结构的金属延展性不是很强，在三种结构中属于中等水平。
这种结构的主要材料是钢(含铁)。我为什么要用英语？因为后面会有钢铁的表示。
面心立方
可以想象，由于BCC中没有重叠结构，所以内力不均匀。内部矛盾表现出来就容易瓦解。也导致了大量的滑移面(知乎里提到过，翻译成滑移面)，下面说。所以它的硬度比BCC低，强韧度也更低，但反过来，可塑性好，适合成型加工。
这种结构的主要材料是铝(简称al)。
记住这两种主要材料的分类，就能记住BCC和FCC这两种结构的大致性质。
六角形紧密包装(HCP)
这个很特别，中间层和上下两层没有联系，上下两层是FCC，中间是BCC，所以有BCC的硬度，强韧性。你认为它结合了BCC和FCC的所有优点吗？你真的想太多了...如果有，那我们可以一起打造钢铁侠...它的缺点是比BCC低，以至于可以用脆来形容。
*刚才提到了一个滑移面，这个东西是这样定义的:
滑移面本质上是阻力最小的路径，原子能够通过它移动，以补偿施加的载荷和力。
说白了就是滑面，然后王八世。鸡蛋，哦，不，原子在受到压力后可以从这里跑到那里。
这个面存在的越多，原子越容易运动，原子越容易运动，材料越软。
然后，我们开始讨论一个比原子稍微宏观一点的结构:
五谷(精，错，邪输入法，五谷)
如图所示，基本晶体单元或晶胞是重复的
这东西就是水晶颗粒:
这些纹路的形成是这样来的，就像搅拌底座一样。一开始两个原子觉得合适，后来就凑在一起了，这很正常。然后他们遇到第三个，这很好，三个人在一起，就是三人行。然后他们走啊走，看到了第四个人，很自然。随着人数的增加，会逐渐变成5P，6P，7P……...
但是随着人数的增加，每个人喜欢的姿势和角度(排列或朝向)都不一样，有的喜欢上下，有的喜欢前后，有的喜欢69，各种姿势拧在一起就形成了一个多晶体。但是因为每个人都是一样的东西，除了一部分人，主要成键位点(化学键)和方向(键角)基本一致，保证了晶体结构基本保持三个方向转动。
所以我想出了这样的东西:
这就是乱伦的社会...然后不同的乱伦社会，有大有小(大小)，由于外力和内力在晶界相遇在一起，一旦在一起乱伦...于是就形成了上图所示的样子。
因为毕竟每个人口味不同，所以还是会有一点不合适，所以有这样的错位:
当然这些都不重要，我只是说说。
休息一会儿
我们已经在上面描述了以下几点:
三种不同的晶体结构具有不同的性质；
金属内部的结构可以重组(一起分手然后换伴侣)；
同一种金属也有不同的晶体结构、晶粒大小和位错。
接下来，讨论一些合金和无机非金属:
合金分为:
铁合金(包括铁合金)
有色合金(不含铁)
其中，铁合金在iPhone中的应用是钢；iPhone中有色合金的应用是铝。
钢分为低/中/高碳钢:
低碳钢
碳含量小于0.20%
中碳钢
碳含量在0.20%和0.50%之间
高碳钢
碳含量为0.50% ~ 65438±0.0%
超高碳钢(铸钢)
碳含量为1.0% ~ 2.0%
铸铁(铸铁)
碳含量超过2.0%
这里我们知道碳，也就是碳，和铁Fe一起加热可以转化成Fe3C。这东西是一种非常特殊的金属间化合物，硬度很高，但基本没有可塑性。与铁混合后，可以大大改变铁原有的性质，体现在含碳量越高，钢的硬度越高，但质地越脆。
以下是解读钢铁的方法:
比如1018钢，前两个10XX，告诉我们里面都是什么元素就好了(钢可以加碳，也可以加铬增加硬度和耐腐蚀性，铜可以增加切削性，锰可以降低脆性，钼可以稳定碳化物和防止晶粒长大，镍可以增加韧性和耐腐蚀性，钒。
最后两位XX18告诉我们碳含量，比如18就是0.18%碳。
(我在这里洗了个澡然后回来在电脑上看了一页顺手就关了...幸运的是，它得救了...吓死我父亲了...)
补充一点知识:
有三种不锈钢:
铁素体(铁素体不锈钢)——含有大量的铬(铬)，使其不会变成奥氏体(奥氏体)，价格低廉，抗氧化性好。
奥氏体(奥氏体不锈钢)-含镍，具有高韧性、高塑性和低强度。
马氏体(马氏体不锈钢，谢谢@文志恒)——铬含量比铁素体低，是非均相能制造的最硬的钢(别问我什么相是什么意思...也可以说是简单的混合物或简单的物质，具有均匀可定义的结构和已知的化学成分，如空气和冰)。
然后介绍有色合金，以铝为例:
耐腐蚀性(耐腐蚀性)
易于制造(易于铸造)
高电气和热性能。
重量轻(轻，拿iPhone 4/4S和iPhone 5s对比一下大概就知道了)
高温下的强度(温度基本不影响强度)
美观(漂亮，铁和一切)
请结合al的晶体结构来理解以上特点。
然后，在张毅先生的回答中提到:
我很明确的告诉你，iPhone 5外壳不是液态金属，是金桥铝业生产的AL6063 T6铝合金(铝挤压)做的。腔体和形状用数控机床加工，然后上中下金属块注塑连接，再用数控机床加工，中间省略阳极染色(怕被指泄密)，加工外壳。
我能说液态金属阳极染色工艺不好吗？其实连AL7075阳极染色都有问题。
AL6063和AL7075这两个字是什么意思？
与钢不同，铝读作
X-X-XX
第一个数字类似于钢，用于定义添加的元素种类:
1x xx–99%铝基本上是纯铝。
2 XXX–铜加铜
3 XXX–锰加速
4xxx–硅加硅
5 XXX–镁加镁
6 XXX–镁及镁合金；硅，这是硅和镁
7 XXX–锌
8 XXX–其他元素
第二个数字表示对合金中元素或杂质的极限含量的控制要求。如果第二个数字为0，则表示对杂质的限量没有特殊的控制要求。如果是1 ~ 9，数字越大，控制要求越多，一般为0。
后两位不像钢，是用来表示这种铝在同类型中的编号。
所以我们知道iPhone 5用的铝是硅镁铝合金。为什么用6063而不用6061(强度更高)，因为6063更适合挤压和阳极氧化后的抛光。
介绍完材料，再来说说应变和应力。
应变(？)
材料对外力或载荷的变形反应
指材料对外力的变形响应，原子通过破坏晶体结构来补偿外力。
想象一下，当两个人(当然，也可以是三个人、四个人或更多人)在一起生活时，你身下的床和床垫非常和谐...
根据不同的姿势，劳损有不同的表现:
压缩压缩
拉伸
剪切变形
想想吧。太生动了...
应力(σ)
材料如何在内部分配施加的载荷。
请多注意这个词，对内，对内。
也就是当你和女朋友在生活中达到大和谐的时候，床垫里的弹簧把力分散到各个部位。
为什么要强调这一点？高潮以后再说。
在正常情况下，应变和应力是线性的:
但直到外力不断施加...
你会到达一个叫做屈服点的点，这个点就是材料中的原子开始从原来的位置移动到新位置的点。(也就是上图中两条线的焦点)
然后继续给它施压，它就变成了这个枯萎的样本:
是...这是高潮...
这一点被称为极限抗拉强度(UTS)...过了这座山，东西就破了...
这是几种常见材料的各种数据...
其中铝依然使用强度高于6063的6061。
好了，废话了一大堆，正式说一下什么是非晶态金属(俗称液态金属)...
最后一次，真的，我发誓
让我们来学习如何改变金属的属性:
看过金刚狼的小朋友应该记得，在金刚狼的身体里，有大量超高密度合金(像美国队长的盾牌)经过改造。在电影中，有这样一段对话:
将军说:你知道往你身体里注射金属最难的是什么吗？
将军自己回答:就是把超高密度合金保持在液态(把液态的涂料注入金刚狼的体内...我的天啊...难怪金刚狼当时那么惨，后来又那么心碎，想去找将军)
谁给我擦屁股了！
这种熔化金属的过程是我们改变金属的一种方式:
热处理
为了改变材料的结构和性质而对其进行的受控加热和冷却。
掌握了这两种元素，就可以控制金属，每个人都是万磁王:
温度
冷却速度
怎么做？
“循序渐进”
我们知道，金属具有独特的晶格结构，并且倾向于自然形成。
合成合金时，作为溶质的原子溶解到作为溶剂的原子中，就像这样:
然后不断加热，金属就会溶解，变成熔融状态。
这时，如果让金属冷却下来(我没说速率yo)，金属原子就会失去能量，开始形成固体。
是如何形成的？失去能量的低能金属原子会开始重新排列(高潮过后，能量低了，然后重新找伴侣，换位置)。这时候就叫成核点。
然后，找到好伙伴，改变姿态的原子又开始形成颗粒。至于如何形成它们，请看前面...具体来说，各方面晶粒尺寸变大。
晶粒开始在晶界与其他晶粒相遇，并逐渐形成新的金属。
前面有个坑。这种金属的冷却速度和温度是改变金属性质的重要元素吧？那么，费用是多少？
完全退火
标准化的
熄灭
这个我先留坑，以后再说。
热处理是改变金属晶粒大小的一种方法，但这种加热不是唯一的方法。为什么？因为加热为金属原子提供能量，不是吗？只要我们能提供能量，我们能改变它吗？
所以，如果我一直去白万拿一根金属棒(请不要误会)，它就会断，不是吗？
这是第二个:
机械硬化
塑性变形改变了晶粒尺寸。
具体流程:
你需要一根硬棍子...
白万，它...
另一方面，白万，它...
复读(请不要这样...很痛苦)
这种弯曲总是导致大颗粒被破碎成小颗粒。
结果，内应力在晶界区域急剧增加(现在你知道为什么内应力是内部反复的了吧？)
应力和应变在某种程度上是线性的(还记得图吗？)
随着应变的增加，应力增加，然后晶粒数量增加，尺寸减小，金属材料的整体延展性降低(可以尝试折断回形针，折断后会发现断口很硬)。
如果此时继续进行语用变形，就会造成材料的断裂。
这时，如果我们在第9步之前对材料进行加热，热能会为晶粒提供足够的能量，形成新的晶粒，那么内应力就可以降低，可加工性就可以提高，材料不会断裂，但会细分成足够小的。
所以这次回到升温速率的问题:
回想一下晶粒尺寸对金属性能的影响:
颗粒越小=硬度越高。强度、较低的延展性
颗粒越大=硬度越低。强度、更高的延展性
现在回到前面提到的三种速率，不同的速率对于相同的材料会有完全不同的结果:
完全退火(最慢)
材料被加热到其相变温度以上，并在熔炉内缓慢冷却。
材料熔化后，在烘箱中冷却(例如对于AL6061-O，每三个小时可以从940摄氏度降到10度)，为原子形成晶粒提供足够的热量和时间，从而形成大而整齐的晶粒。
生产出来的产品有足够的韧性。
标准化(中间)
材料被加热到相变温度以上，然后在静止的空气中冷却。
是放在空气中冷却，不是主动加热，不是主动冷却。
左为完全退火，右为正火。
淬火(最快)
材料的“快速”冷却。使用各种材料作为淬火介质，热量以加速的速度从材料中移除。
将其置于一些低温介质中，可以迅速降低温度，如水、油、金属、沙子、高分子化合物等。
这就是马氏体(目前最硬的钢，可以看出基本没有晶粒结构)
好了，至此，我们大概知道了，如果金属的温度越高，金属的冷却速度越快，金属的晶粒就会越小，晶粒组织越少，直接影响到硬度越高，延展性越低，反之亦然。
那么什么是液态金属呢？
是非晶合金，非晶合金，也就是说它没有晶体结构，完全没有晶粒，所以延展性低，但恰恰相反，硬度极高，类似玻璃。那么为什么不用玻璃呢？因为玻璃基本上没有延展性...虽然……非晶合金的延展性很低，但它仍然保留了一些金属的性质，包括一些延展性，但比常规的结晶合金要低很多。
这种材料非常适合用作手机外壳。它不仅具有超高的硬度(是钛合金的2.5倍，65438+不锈钢的0.5倍)，还具有一定的延展性，不会像玻璃一样被一点外力折断，并且保持了非常轻的重量。但问题是成本太高，工艺要求高:
这是张茅的简单描述:
要么直接浇铸淬火，要么在过冷液相区成型。
说明一下，我们前面提到马氏体是淬火极冷铸造的，那么假设一下，如果金属保持在900度以上的高温下瞬间冷却会发生什么？那么我们就可以得到一种由无序原子组成的合金，硬度会比钢强很多。
第二个问题是:面对一大块金属，如何让金属内外同时均匀快速冷却？这就是为什么苹果至今还没有将液态金属用于iPhone和iPad的外壳。
为了达到这个条件，苹果甚至想通过反重力铸造达到极致的冷却时间:
当然，理想总是美好的，现实总是残酷的。现在我们只能在iPhone的取卡针上看到液态金属的存在。希望有一天，不管是谁，都能找到一种相对简单的铸造方法。到那时，也许21世纪将不是钛的世纪，而是液态金属的世纪。