High corrosion-resistance nanocrystalline Ni coating on AZ91Dmagnesiu..
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High corrosion-resistance nanocrystalline 英文资料中文翻译
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原文（英语）：
In this study, the wear- and corrosion resistance of the layers formed on the surface of a precipitation
hardenable plastic mold steel (NAK55) by plasma nitriding were investigated. Plasma nitriding experiments
were carried out at an industrial nitriding facility in an atmosphere of 25% N2+75% H2 at 475 °C, 500 °C 更多： , and
525 °C for 10 h. The microstructures of the nitrided layers were examined, and various phases present were
determined by X-ray diffraction.Wear tests were carried out on a block-on-ring wear tester under unlubricated
conditions. The corrosion behaviors were evaluated using anodic polarization tests in 3.5% NaCl solution.
The findings had shown that plasma nitriding does not cause the core to soften by overaging. Nitriding and
aging could be achieved simultaneously in the same treatment cycle. Plasma nitriding of NAK55 mold steel
produced a nitrided layer consisted of a compound layer rich in ε-nitride and an adjacent nitrogen diffusion
layer on the steel surface. Increasing the nitriding temperature could bring about increase in the thickness of
the nitrided layer and the nitride volume fraction. Plasma nitriding improved not only surface hardness but also
wear resistance. The anti-wear property of the steel was found to relate to the increase in the thickness of the
diffusion layer. Corrosion study revealed that plasma nitriding significantly improved corrosion resistance in
terms of corrosion potential and corrosion rate. Improvement in corrosion resistance was found to be directly
related to the increase in the nitride volume fraction at the steel surface.
翻译结果（简体中文）1：在这项研究中，磨损和耐腐蚀层形成的降水表面上
等离子渗氮硬化塑料模具钢（NAK55）进行了调查。等离子渗氮实验
工业氮化设施进行了75％H2，25％N2气氛中于475°C，500°C，
525°C为10小时。氮化层的显微组织进行了检查，各个阶段出席
X-的射线diffraction.wear测试确定下润滑环块磨损试验机上进行了
条件。使用在3.5％NaCl溶液中的阳极极化测试的腐蚀行为进行了评价。
结果表明 更多： ，离子氮化不会导致核心软化过时效。氮化和
老化，可以实现同时在同一治疗周期。 NAK55模具钢离子渗氮
产生了氮化层组成的复合层富含ε氮化物和相邻的氮扩散
对钢铁表面的一层。氮化温度增加可能带来的厚度增加
氮化层和氮化物的体积分数。离子氮化不仅提高表面硬度，但也
耐磨性。钢的抗磨损性能，发现涉及到的厚度增加
扩散层。腐蚀研究表明，等离子渗氮显着提高了耐腐蚀性
腐蚀电位和腐蚀速率。耐腐蚀的改善被认为是直接
在钢表面氮化物的体积分数增加有关。翻译结果（简体中文）2：在此研究中，降水的表面形成的图层的磨损和腐蚀的阻力
可淬硬塑料模具钢 (NAK55) 的等离子体渗氮进行了调查。等离子体渗氮实验
在氮化工业设施的 25%N2 75%H2 475 ° c，500 ° C，气氛中进行的10 H
525 ° C。氮化层的微观组织审查了 更多： ，目前的各个阶段都
x 射线衍射法。磨损测试是块上环磨损测试仪测定在非润滑下进行
条件。腐蚀行为进行了评估，使用 3.5%氯化钠溶液中的阳极极化的测试。
调查结果显示了该离子渗氮不会导致软化 overaging 的核心。渗氮和
相同的治疗周期可以同时实现老化。NAK55 模具钢的离子渗氮
制作软氮化层包括富御夫 ε 氮化和相邻的氮扩散复合层
钢表面层。提高氮化温度可在厚度带来增加
软氮化层和氮化物体积分数。等离子体渗氮改善不只是表面硬度但也
耐磨损。抗磨性能的钢被发现涉及的厚度在增加
扩散层。腐蚀研究显示，等离子渗氮大大提升中的耐腐蚀
潜在的腐蚀和腐蚀速率的条款。耐腐蚀性能的改进发现要直接
在钢铁表面氮化体积分数的增加有关。翻译结果（简体中文）3：在这项研究中,磨损、耐腐蚀的层的表面形成降水
hardenable塑料模具钢材(NAK55)等离子渗氮进行调查。等离子体渗氮实验进行了
氮化在工业设施的氛围中在年N2 H2°C,°C,C
°10小时。氮化层的微观组织进行检测时 更多： ,和不同阶段在场
由x射线衍射。磨损试验测试了一个block-on-ring穿unlubricated
条件下测试。腐蚀行为进行评估使用阳极极化测试3.5%氯化钠溶液中。
这些发现表明,等离子体渗氮不会引起核心由overaging软化。氮化层和
衰老是可以同时实现相同的治疗周期。等离子体渗氮的NAK55模具钢材
产生了氮化层由一个复合层富含ε-nitride和相邻氮扩散
层钢表面上。增加渗氮温度可能带来增加厚度的
氮化层和氮化的体积分数。等离子体渗氮不仅改善表面硬度,而且也
耐磨性。钢的抗磨耗性能被发现与厚度的增加
扩散层。研究显示,等离子体渗氮腐蚀明显改善耐蚀性方面的潜力和
腐蚀腐蚀速率。改进的耐蚀性能被发现直接
相关的体积分数增加氮化钢表面上。
最新翻译：
，，，，，，，，，，，，，，，
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All Rights Reserved------------------------前言----------------------受启发于
，因为他们两个的答案最初看到觉得完全矛盾，后来仔细查询了，才发现他们两个人都是说的对的，只是受限于环境，都没有说全面而已。看得出来，张茂同学确实是研究液态金属的，但是由于没有接触到iPhone的生产过程，所以不明白iPhone的液态金属用在了何处，而张一刘先生则是接触了iPhone的外壳生产，所以能够具体到Al所用型号（感谢张先生透露的这一点点信息，足够我完成查证了），但是因为iPhone生产部件的代工厂分布过散，张先生一样没有知道液态金属的应用部件。Amorphous Alloy就是iPhone所用材料的统称，其中Amorphous是指的非晶态的，Alloy则是指的合金。而这一材料由于生产困难，工艺要求高，并没有能够用于iPhone的外壳，而是用在了iPhone的SIM卡托取卡针部分。这一部分，是由美国LiquidMetal公司生产（液态金属名称的由来），所以可能张先生没有接触到。（取卡针）（取卡针）这就是非晶态金属的真身了，在没有接触过之前，很多人会误以为液态金属长成这样：甚至有人在看到苹果采用液态金属的新闻后说了这么一句话：甚至有人在看到苹果采用液态金属的新闻后说了这么一句话：这个...脑洞太大完全堵不住...这个...脑洞太大完全堵不住...所以我来结束这一切。---------------------正文-----------------------要说液态金属，我们首先得从普通金属说起：作为一个读过初中的好孩子，我们知道，金属由金属键链接，被老师们描述为：Positive
ions surrounded in a sea of electrons.即金属阳离子沉浸在自由电子的海洋中。金属键会影响金属以下几个特性：HardnessMelting pointStrongToughMalteableElectrically conductiveThermally conductive其中，对于日常使用，我们主要关心：HardnessStrongToughMalteable其余的，除非特殊用途，一般生活中不会存在太多的影响。Hardness即硬度，被描述为材料抵抗永久性损坏（刺穿、缺损）的能力。说白了，就是你手机哐当一下掉地上，拿起来的时候，外壳上有没有划痕。这中间，损坏这个种类，初中老师也说了（初中老师好伟大...），分为Elastic Deformation（弹性形变） 和 Plastic Deformation（塑性形变）。那么思考一下，同样是受力为什么会出现这两种区别？初中老师这个时候不管用了，因为初中知识只能告诉你，受力超过了材料的弹性限度，物体就发生塑性形变了，那么，为什么？万能的大学老师出现了，大学老师说，因为原子出轨了。（原谅我找不到原子...）（原谅我找不到原子...）本来，大家应该是端端正正做好，比如如下面这样：嗯，很规矩，但是受到外力作用，出现了上面几个特殊的存在，于是大家就走散了...嗯，很规矩，但是受到外力作用，出现了上面几个特殊的存在，于是大家就走散了...认真点说，这叫原子发生永久性位移，那么位移发生之后，为什么材料会改变性质和形状呢？下面，要引入一个概念：Crystallinity（结晶性）这个Cristallinity是什麽，其实就是元素中，原子排列的形式，我们可以想象，金属内部如果放大，不会是乱成一锅粥的，这是它的天然属性，即有Distinct crystal lattice structure。但是，并非所有的物体，都有这个Distinct crystal lattice structure，比如玻璃、陶瓷等等Ceramics（无机非金属）材料或者Polymers（有机高分子）材料。所以，往下又会分出三种类型的材料：Crystalline 晶体Semi-crystalline 半结晶体Amorphous 非晶体这个时候，看到Amorphous，应该知道我们的液态金属Amorphous Alloy属于哪一类了吧？回到之前的Cristallinity，为什么要提及这个Cristallinity，因为它决定了原子排列的有序程度，而根据生活常识，我们知道，一间房间越有序，是不是要想让它变得混乱越容易？这就是原因，物质总是倾向于从有序变为无序，从高能变为低能。为了更好的理解，以作为Crystalline的金属，又可以在Atomic Crystalline Formation（原子晶体结构）上，分为下面三种：Body-Centered Cubic (BCC)Face-Centered Cubic (FCC)Hexagonal Close Pack (HCP)很烦有木有，好吧我也很烦，尤其最后一个的读音...首先根据图片在脑袋中想象一下，不要单纯的只看一张图，要尝试想象大量同样的结构拼接之后会怎么样，然后我分别解释一下：Body-Centered Cubic (BCC)因为是以一个原子为中心的正方体，所以很多的类似结构组合之后，会出现大量原子Overlap（应该翻译为重叠），因为每一个原子，都可以作为周围8个原子的中心。所以！！！每一个原子的各个方向的受力都是均匀的，因此需要更大的力使其发生Plastic Deformation（塑性形变），因此，Hardness很高（但是不比Ceramic高，原因等会说）。同样的，它的Strong和Tough都很强，但是，这就导致了这一结构的金属Ductility（延展性）并不是很强，三种结构中，属于中间水平。主要为这一结构的材料，是Steel（钢）（含铁），为什么我要用英文，因为之后会有钢的表示法。Face-Centered Cubic (FCC)可以想象的出，因为不存在BCC中的重叠结构，那么内部受力就是不均匀的。内部出现矛盾，表现出来就是容易瓦解。也导致它存在大量的Slip Planes（在知乎上提过问，翻译过来应该是滑移面），这个Slip Planes等下说。因此，它的硬度比BCC要低，Strong和Tough也都要低些，但是反过来，它的Ductility很好，适于成型和加工。主要为这一结构的材料，是Aluminum（铝，简称AL）记住这两个主要材料的分类，就可以记住这两个结构BCC和FCC的大概性质。Hexagonal Close Pack (HCP)这个很特殊，中间层和上下层不链接，上下为FCC，中间为BCC，所以它有BCC的硬度，Strong和Tough。你以为它结合了BCC和FCC的全部优点吗？你真是想太多啊...如果真的有，那我们就可以一起造钢铁侠了...它的缺点，就是比BCC还低的Ductility，以至于可以用Brittle（质脆）形容性质。*刚刚提到了一个Slip Planes，这个东西是这么被定义的：Slip planes are essentially paths
least resistance
through which atoms are able to move, to compensate for
applied loads
and forces.说白了就是一个滑不溜鳅的面，然后原子们受力后可以在上面从这里跑到那里。这个面存在的越多，原子就越容易移动，原子越容易移动，材料就越软。然后呢，我们开始讨论一下比原子更宏观一点的一种结构：Grains（晶粒）The basic crystalline unit, or unit cell, is repeated, as illustrated这个东西，就是晶粒：这些晶粒的形成，是这样来的，如同搅基一样，一开始是两个原子觉得合适，然后他们在一起了，这是正常的，之后遇到了第三个，觉得不错，三个人就在一起了，这就是3P，然后又走啊走，见到第四个人，顺理成章的，4P了，随着人数的增加，慢慢的就是5P，6P，7P……一直到100P，1000P都可以继续下去，大家一起搞来搞去就把事情搞大了。这些晶粒的形成，是这样来的，如同搅基一样，一开始是两个原子觉得合适，然后他们在一起了，这是正常的，之后遇到了第三个，觉得不错，三个人就在一起了，这就是3P，然后又走啊走，见到第四个人，顺理成章的，4P了，随着人数的增加，慢慢的就是5P，6P，7P……一直到100P，1000P都可以继续下去，大家一起搞来搞去就把事情搞大了。但是，随着人数的增加，每个人喜欢的姿势和角度都不一样（Alignments or Orientations），有的喜欢上下，有的喜欢前后，有的喜欢69，搞来搞去各种姿势扭曲在一起，就形成了A Polycrystalline Solid。但是，由于大家都是同一种东西，除了东南亚某些人种外，这个主要的结合部位（化学键）和方向（键角）基本还是一致的，这就保证了晶体结构基本还是在三个里面不停的转。于是搞出了下图这种东西：这就是乱伦的社会...然后不同的大大小小（Size）乱伦社会因为外力和内力的原因在Grain Boundaries（晶界）碰到了一起，就有一次的一起乱伦...于是形成了上图所示的东西。这就是乱伦的社会...然后不同的大大小小（Size）乱伦社会因为外力和内力的原因在Grain Boundaries（晶界）碰到了一起，就有一次的一起乱伦...于是形成了上图所示的东西。因为毕竟大家口味不同，所以还是会有小小的不合适，所以存在这种Dislocations（错位）：当然这些不重要，我只是一说而已。当然这些不重要，我只是一说而已。-------------------休息一下----------------------上文我们讲述了这么几点：三种不同的晶体结构有各种不同的性质；金属内部的结构可以重组（一起散场，然后再换不同的伴侣）；同一种金属，也有不同的晶体结构、晶粒大小和错位。接下来，讨论一点合金和无机非金属：合金分为：Ferrous
Alloys（含铁合金）Non-ferrous
Alloys（不含铁咯）其中，Ferrous
Alloys在iPhone中的应用，是Steel（钢）；而Non-ferrous
Alloys在iPhone中的应用，是Aluminum（铝）。钢，又分为Low/ Med/ High Carbon Steels：Low-Carbon Steel
含Carbon（碳）量少于0.20%Med-Carbon Steel
含Carbon介于0.20%～0.50%High-Carbon Steel
含Carbon介于0.50%～1.0%Ultra-High Carbon Steel (Cast Steels)
含Carbon介于1.0%～2.0%Cast Iron （铸铁）
含Carbon超过2.0%这里，我们知道，Carbon，即碳，可以和铁Fe在加热时，变成Fe3C，这个东西是一个很特殊的Intermetallic Compounds，硬度很高，但是基本没有Ductility。和铁混合后，能够极大的改变铁原有的性质，体现在Carbon含量越高，钢的硬度越高，但是质地越脆。这里介绍一下钢的读法：比如1018 Steel，前两者10XX，是告诉我们刚里面有哪些元素（钢不止可以加碳，还可以加Chromium
铬增加硬度和抗腐蚀性、Copper 铜增加机械加工性、Manganese
锰降低易碎程度、Molybdenum
钼稳定碳化物并且阻止晶粒增大、Nickel 镍可以增加韧性和抗腐蚀性、Vanadium 钒可以在稳定韧性的同时增加强度）而后两个XX18，则是告诉我们碳的含量，比如18就是0.18%的碳。（写到这里去洗了个澡然后回来看到电脑上有页面顺手就关了...幸好有保存...吓死爸爸了...）补充一个小知识：Stainless Steels（不锈钢）分为三种：Ferritic（铁素体不锈钢）— —含有大量的Chromium（铬），以至于不会变为Austenitic（奥氏体），价格低，抗氧化性好。Austenitic（奥氏体不锈钢）— —含有Nickel（镍），高韧性、高可塑性、低强度。Martensitic （马氏体不锈钢，谢谢
）— —比Ferritic含铬量低，目前非均匀相（别问我相什么意思...又可以说一大截...简单来说就是均匀的、可定义结构的、可知化学成分的混合体或单质，比如空气，比如冰）中可制造的最硬的钢。然后介绍Non-ferrous
Alloys，以铝为例子：Corrosion Resistance（抗腐蚀）
Ease of Fabrication（易铸造）
High Electrical and Thermal Properties（高导电导热性）
Light Weight（轻，对比iPhone 4/4S 和iPhone 5s就大概知道）
Strength at Elevated Temps（温度基本不影响强度）Aesthetically
Appealing（美观，铁什么的都黑不溜秋的）以上特性，请结合Al的晶体结构理解然后，在张一刘先生答案中提到的：我很明确告诉你，iPhone5外壳不是液态金属，它采用的是由金桥铝业生产的AL6063 T6型号铝合金（铝挤而成），通过数控机床加工型腔，外形，再注塑将上中下三个金属块连起来，再用数控机床加工，中间省略了（怕担上泄密罪名）最后阳极染色，这个外壳就加工好了。 我能说液态金属阳极染色的工艺不行么，其实就是连AL7075 阳极染色都有问题。中的AL6063和AL7075是什么意思呢？不同于钢，铝的读法是X-X-XX其中第一个数字和钢差不多，是用来定义所加元素种类的：1XXX – 99% Aluminum基本是纯铝
2XXX – Copper加铜
3XXX – Manganese加猛
4XXX – Silicon加硅
5XXX – Magnesium加镁
6XXX – Magnesium & Silicon 这是硅和镁
7XXX – Zinc锌
8XXX – Other Elements
而第二个数字，表示合金中的元素或杂质极限含量的控制要求，如果第2位为0,则表示其杂质极限含量没有什么特殊的控制要求，如果是1～9，数字越大，控制的要求越多，一般情况下是0。最后两位数，和钢不一样，用于指明这一种铝在同类型中的数字。所以，我们知道，iPhone 5所用的铝，是硅镁铝合金。为什么用了6063而非6061（强度更高），因为6063更适合挤压后抛光和阳极氧化上色。------------------------------------------------------------介绍完了材质，我们讲讲Strain（应变）和Stress（应力）Strain（E）A material’s deformation reaction to an
outside force or load指的是材料对于外力作用的变形反应，原子通过破坏晶体结构来补偿外力作用。想象一下两个人（当然可以是3个4个甚至更多人）在一起获得生命的大和谐时，你们身下的那张床和床垫...根据姿势的不同，Strain还有不同的表现：Compressive 压缩
Tensile 拉伸
Shear 扭曲
想想真是活色生香...Stress（σ）How a material internally distributes the
applied load.请再三注意这个词，internally，内部的。也就是，你和你女朋友获得生命的大和谐时，床垫里面的弹簧分散向各个部分的力。为什么要强调这一点，等会高潮部分会说。正常情况下，Strain和Stress是成线性关系的：但是直到外力不断施加...就会到达一个叫做Yield
Point（屈服点，谢谢
）的点，这个点，就是材料内部原子开始（一定注意是开始）从原始位置移动到新位置的点。（也就是上图中两条线的焦点）然后继续施压，就变成了这幅萎样：是的...高潮了...是的...高潮了...这个点，叫做Ultimate
Tensile Strength (UTS)（极限抗拉强度）...过了这座山，东西就断了...这是常见的几种材料的各种数据...这是常见的几种材料的各种数据...
其中铝还是用了比6063更高强度的6061-----------------------------------------------------------------------------------好了废话说了一大堆，开始正式的说Amorphous Alloy（非晶态金属，俗称液态金属）是个啥子玩意了...---------------------最后一次铺垫，真的，我发誓-----------------------我们来了解一下怎么改变金属性质：看过金刚狼的孩子们应该记得，金刚狼的身体里，被改造后是大量的超高密度合金（和美国队长的盾牌一样），在电影里，有这么一段对话：将军说：你知道把金属注入你身体最难的是什么吗？将军自己回答：是保持超高密度合金的液态这种熔化金属再凝固的过程，就是我们改变金属的一种方法：Heat TreatmentThe
controlled heating and cooling of materials for the purpose of altering their
structures and properties.两个元素把握好，就可以控制金属，人人都是万磁王：TemperatureRate of Cooling怎么做呢？一步步来我们知道金属有Distinct crystalline lattice structure，倾向于Form Naturally当合金合成时，作为溶质的原子溶解进作为溶剂的原子，像这样：然后不断的加热（Tempetrature），金属会溶解，成为Molten State这个时候，如果让金属冷却下来（我没有说速率Rate哟），金属原子就会失去能量，开始形成固体怎么形成？失去能量的低能金属原子会开始重新排列（高潮完以后能量低，然后重新找伴侣的找伴侣，换姿势的换姿势）。这个时候，称为Nucleation Points。然后，找好伴侣，换好姿势的原子们，又开始重新形成Grains，至于怎么形成，请看前面...具体表现在，Grains的大小在各个方面变大Grains们又开始在Grains Boundaries遇见其他的Grains，逐渐形成新的金属。前面留了个坑，这个金属冷却的速率和温度都是改变金属性质的重要元素对吧？那么，速率有哪几种？Full
AnnealNormalizedQuenched这个我还把坑留着，等会再讲。Heat Treatment是一种方法，用于改变金属晶粒大小，但是这种加热并非唯一的方法，为什么？因为加热是为金属原子提供能量，是不是？只要能够提供能量，是不是我们也可以改变？所以，如果我不停的去掰弯一根金属棒子（请不要想歪了），棒子会断是不是？这就是第二种：Strain Hardening通过塑性形变，改变晶粒大小。具体过程：你得有一根硬棒子...掰弯它...在反过来掰弯它...如此重复（请各位女同胞不要这样...很痛苦的）这一弯一直，造成了大的晶粒不断的被折碎成小的晶粒导致在Grain boundaries区域，内部的Stress（应力）急剧增大（现在知道为什么前面反复强调应力是内部的了吧？）应力与应变在一定程度上为线性（记得图吗？）随着应变的增大，应力增大，然后Grains数量增加，大小减小，金属材料的整体Ductility（延展性）下降（可以试试掰回形针，掰断以后你会发现断裂处很坚硬）如果此时Plactic Deformation继续下去，那么就会造成材料的Fracture。这个时候，如果在第9步之前，我们为材料加热，热能会提供足够的能量给晶粒，以形成新的晶粒，那么就可以降低内部应力，提高Ductility，材料不至于断裂，但是却被细分的足够小。-------------------------------------------------------那么这个时候回到加热的速率问题：先回忆一下晶粒大小对于金属性质的影响：Smaller grains = Higher Hardness &
Strength, Lower Ductility
Larger grains = Lower Hardness &
Strength, Higher Ductility现在回到之前提到的三种速率，不同的速率，会对同一种材料，造成截然不同的结果：Full
Anneal（最慢）A
material is heated above its phase transition temperature and allowed to slow
cool inside
of the furnace.融化材料后，在烘箱中冷却（比如，针对AL6061-O可以从940摄氏度每隔3个小时下降10度），为原子形成晶粒提供足够的热量和时间，以形成足够大、整齐的晶粒。产出来的东西，有足够的韧性。Normalized（中间）A material is heated above the phase
transition temperature and allowed to cool in still air.就是放在空气中冷却，不主动加热，也不主动降温。左为Full
Anneal，右为NormalizedQuenched（最快）“Rapid”
cooling of a material. Heat is removed from the material at an accelerated rate
using various materials as a quenching media.通过放在一些温度较低的媒介里，来达到急速降温的目的，比如：水、油、金属、沙子、高分子化合物等等...这是Martensite（目前最硬的钢，可以看出基本没有什么晶粒结构可言了）这是Martensite（目前最硬的钢，可以看出基本没有什么晶粒结构可言了）---------------------------------------------------------------------------------好的，到这里，我们大概知道了，如果给金属的温度越高，冷却金属的速率越快，金属就会有越小的晶粒和越少的晶粒结构，直接影响就是越高的硬度和越低的Ductility（延展性），反之则是更低的硬度和更高的延展性。那么液态金属是什么？是Amorphous Alloy，非晶态合金，也就是说没有晶态结构，根本就没有晶粒，所以延展性低，但是相反的，硬度却极高，类似玻璃。那么为什么不用玻璃呢？因为玻璃基本没有延展性...Amorphous Alloy虽然延展性低，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。这样的材料，用来做手机的外壳是相当合适的，既有超高的硬度（2.5倍于钛合金，1.5倍于不锈钢），又有一定的延展性不至于像玻璃一样稍微施加外力就会破碎，而且保持很轻的重量。但是问题在于成本过高，工艺要求高：这是张茂同学简单的描述：要么直接铸造急冷而成，要么在过冷液相区进行塑形加工而成。解释一下，之前我们提到了Martensite是通过Quenched极冷铸造而成，那么假设一下，如果直接在金属保持900度以上高温的时候，瞬间降温会是什么结果？那么我们可以得到根本就是无序原子构成的合金，硬度也会远强于钢。第二个问题是：面对大块的金属，怎么让金属内部和外部同时均匀、急速的冷却？这就是为什么苹果至今仍然没有将iPhone和iPad的外壳采用液态金属的原因。为了达到这种条件，苹果甚至想通过反重力铸造来达到极限的冷却时间：当然，理想总是好的，现实总是残酷的，我们现在也只能在iPhone的取卡针上看到液态金属的存在，希望有一天，不管是谁，能够找到相对简易的铸造方法，那个时候，也许21世纪就不会是“钛”的世纪而会是“液态金属”的世纪了。
我就是研究这种材料的。如前面的回答者所说，媒体报道中对这种材料进行了言过其实的描述，因为记者也不懂这是啥玩意儿。记者之所以写成液态金属，很可能是从这种材料的生产商美国LiquidMetal公司的名字直译过来的。这种材料学名叫做非晶态合金（Amorphous Alloy），因其与常见晶体材料有明显的结构区别而得名。同时，也被称为金属玻璃（Metallic Glass）， 因其与常见的玻璃有类似结构。该种材料最先由美国加州理工的Duwez教授在1960年用快淬工艺制备得到，当时得到的是Au-Si非晶合金。这种材料的关键形成条件在金属熔体的冷却过程中让其冷却速率足够大，熔体处于过冷状态，此时金属熔体的剪切粘度会急剧增大，导致传质过程困难，结晶反应被抑制乃至避免，熔体中的原子来不及进行规则排列（结晶）而形成独特的短程有序，长程无序的原子排布，也就是非晶合金。与常见金属材料相比较，其最大的结构特点就是没有晶粒结构，直接由原子无规则均匀分布，原子之间通过金属键连接。由于没有晶粒结构，也就没有晶界等缺陷以及晶格周期平移对称性等特点，因为拥有传统晶态合金材料不具备的优异性能，如高机械强度，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。目前非晶合金依旧处在实验室研究阶段，对于非晶合金的研究，吸引了材料，机械，物理，化学等众多领域的科研人员，每年也有大量的相关文章发表，也算是传统金属材料领域的一个比较新的研究方向。限制非晶合金大规模应用的瓶颈首先是非晶合金的形成能力，其次是非晶合金的加工工艺。以下逐一解释。非晶合金的形成能力，又叫做玻璃形成能力（glass forming ability）。目前从材料学的角度研究非晶合金，主要就集中在这个方面。前文也提到，非晶合金形成的关键条件是急速冷却，即要保证足够大的冷却速率。在早期，以Duwez教授的试验为例，要达到1.0E5~1.0E6 K/s的冷却速率，才能形成非晶。如此大的冷却速率，即使冷却设备再精密，一般也只有熔体与极冷的容器内壁的接触界面附近可以达到。而由于热量传递的关系，越靠近熔体中心，冷却速率就越小，也就越难以形成非晶态。所以早期的非晶合金样品一般是非晶薄带，即将熔融的合金浇在快速旋转的水冷铜柱表面，以达到急冷的目的。同时，所使用的合金成分一般都含有贵重金属元素，如Au，Ag，Pt 等。这些因素一方面限制了非晶合金坯料的尺寸，进而限制其使用范围，另一方面还导致非晶合金的生产成本极高，限制其走向普罗大众。其实Nokia有款手机很早就用上了这种 高大上的材料，还是做外壳用，那就是Vertu手机。砸核桃，砸门，砸脑袋，轻松搞定。随着大量研究的开展，以日本东北大学教授Inoue课题组为代表，提出了众多具备良好玻璃形成能力的非晶合金体系，将临界冷却速率降低到了100 K/s，并制造出很多临界直径超过1mm的非晶样品，开启了大块非晶合金（Bulk Metallic Glass）的时代. 到1997年，最大临界尺寸的非晶合金样品直径已达到72mm，是Inoue课题组制备的的Pd40Cu30Ni10P20金属玻璃圆棒。非晶合金的加工工艺。非晶合金由于在常温下强度很高，不适用于一般的冲压锻造工艺。同时一般用于制造比较微小的零件（受非晶合金坯料制备能力的限制以及生产成本考虑），机械加工也比较麻烦。而非晶合金由于存在一个玻璃转变区域，就如同常见的玻璃，加热到一定温度，就会变成粘流态，有超塑性，很容易加工，甚至可以像吹玻璃灯泡一样，吹出中空的金属圆球来。国内外的研究者，很多都在琢磨如何在玻璃转变区域对非晶合金进行塑性加工，也就是用模具进行冲压锻造。目前非晶合金其实已经悄悄走近甚至走进了普通大众的生活，铁基非晶合金因为具备极好的电磁性能，已经逐步取代硅钢片用作变压器的铁芯了，其性能全面碾压硅钢铁芯变压器。不仅苹果手机的卡针用的是非晶合金，华为等国产手机里面也有些如卡托之类的小件也开始用非晶合金制造。在一些军用设备上，非晶合金作为强化涂层，也已驰骋沙场多年了。贴两个网站，供大家参考。国内非晶应用领域的行业网站：国内非晶研究领域的论坛群组
正好在学有关的东西，没腰自来！先回答问题，液态金属科技公司 是加州一家科技公司，他们把自己的产品命名为液态金属，还用了一个很炫酷的logo来强调自己和液体的关系，其实这类合金的名字应该是非晶态合金，这种材料虽然结构上和液体有部分相似，但绝对不是液体！！以下是正文详解非晶是什么金属是由原子构成的，根据构成金属的原子排列的有序程度，可以分为三类：晶体(Crystalline)，准晶体(Quasicrystalline)和非晶体(Amorphous)。顺便提一句，分类中使用了Semicrystalline， 这个词的中文是半晶体，用于指代结晶聚合物的状态，与准晶是完全不同的概念。晶体是最有序的结构，原子有平移和旋转对称性。神马叫平移和旋转对称性，看JB！现在向我们走来的是神烦狗方阵，他们高举集体主义的大旗，手拉着手，肩并着肩，排成气势恢宏的大阵，接受祖国和人民的检阅。（不要问我为什么atom变成了doggie我就是这么喜欢狗狗哈哈哈）晶体有序结构示意图与有序的晶体相对，还有一种材料，它的原子呼吸着自由民主的空气，不喜欢搞这种举国体制的规则队列，于是他们上街的时候就随便挑个地儿占了，这种原子无规则排列的固体叫作非晶体，其中最典型最常见的是玻璃。所以，非晶合金（Amorphous Alloy）常常又被叫作金属玻璃（Metallic Glass）或玻璃化合金（Glassy Alloy），由于非晶合金最早是通过快速冷却的金属液体制备的，历史上有（已被打脸的）科学家曾经认为非晶合金是液体，所以在某些古老的文献上还可以看到过冷液体（Supercooled liquid）这样的讲法。这三个名字稍有区别，但是现在普遍使用的称呼是非晶合金。非晶体无序结构示意图还有一种傲娇的有序结构，叫作准晶（Quasicrystalline）。准晶是有序的，但是只有旋转对称性没有平移对称性，恩看图意会吧，这种美得像画一样的结构简直就是科学和艺术的完美结合，怪不得2011年物理学诺贝尔奖给了准晶研究。准晶结构示意图非晶为何这么屌？因为它就是不弯评价结构材料力学性能主要看两方面，受力和形变，通俗地讲：给它多大力你会断（强度），给它多大力它会不可逆地弯（弹性极限）和弯的受力区间有多少（塑性）。比如一个iPhone 6 plus，一个刘看山坐上去，iPhone会有肉眼不可察觉的变形，再把刘看山取下来，iPhone还是直的，但是如果继续让若干个刘看山坐上去，总有一天，就算把刘看山全部取下来iPhone也恢复不了原来的样子了，这就是弹性极限；再放刘看山上去，iPhone就弯♂了再也回不来了，但是还能用用，这叫塑性；等我们挂第一万个刘看山上去，iPhone就菊花碎了一地了，这就是强度。接下来，我们来看图说话。玻璃态合金与其他结构材料力学性能比较假设大家都不喜欢用弯♂的iPhone，所以我们来看看强度和对应弹性极限的形变这两个指标。强度高，说明这种材料不容易断，弹性极限高，说明材料可以容忍较大的弹性形变（暂时配合你们弯一弯）。仅从这两个指标看，非晶合金（图中的Glassy Alloy）简直把钢、铝合金、聚合物这类传统的结构材料碾压得渣都不剩，听起来很高大上的钛合金也比不过非晶。如此牛逼的力学性能，再加上不错的抗腐蚀性和热稳定性，足以使非晶成为一种非常（厉害）的结构材料，也难怪最爱玩未来科技的苹果公司会选择它。从卡针到机身？最早用于iPhone中的非晶材料是由Liquidmetal公司生产的取卡针（iPhone 3G自带），因为与传统合金相比其弹性极限极高，所以「除非你想把你的手弄出血，否则这个取卡针是掰不弯的」（）。我觉得用非晶合金作为取卡针的材料还蛮有道理的，一个简单的道理嘛，弯♂了还怎么插得进去呢？从iPhone 3G推出非晶取卡针以来，7年过去了，每一代iPhone推出之前都会有各种关于是否采用非晶的猜测，然而最后我们拿到的iPhone 6 plus还是会一屁股坐下去就多出一个弧度，采用非晶作为机身材料不是更好吗？我相信这不是因为库克不care弯不弯，最重要的问题是：大块非晶制备还没有大规模产业化。 如前文讲到，非晶是具有无序结构的固体，这种结构和液体很相似。液体在正常的凝固条件下（平衡凝固），到处乱跑（做布朗运动）的金属原子会随温度下降慢慢降低四处蹦跶的活力，最后形成能量较低的规则排列的晶体形态。平衡凝固的降温速率是很慢的，因为从无序结构到有序结构，原子的迁移需要一段时间。于是脑洞大开的科学家们想到一个方法，使用快速冷却，让这些原子来不及运动到晶体格点就被固定下来，从而形成非晶材料。近年来，虽然机械合金化等固态成形方法逐渐被证实能够用于某些非晶系统，但是快速凝固依然是最普遍的制备非晶方法。那么问题来了，制备大块非晶材料，由于降温过程的热传导，可能会遇到各个部分降温速率不一样，材料表面比内部冷得快，那么很可能表面形成了非晶，内部还是晶体或准晶，这种不均匀性常常是材料缺陷和失效的源头。对于取卡针来说，由于两个方向上的空间尺度较小（几乎可以看成一条二维细线），热传导造成的冷却速率不均匀性几乎可以忽略不计，而且Liquidmetal还费尽心机的把那卡针中间挖空了来促进热传导，所以制备取卡针的技术是相对容易的。对于手机背板来说，它只在一个方向上尺度较小，可以看作一种二维材料，热传导在板面内受到限制，对快速凝固的技术要求更高。值得一提的是，Liquidmetal公司的产品介绍上写明他们只生产1g到80g的部件，而从最近的消息看，苹果已经取得了自己的非晶合金专利，所以大概是要抛弃Liquidmetal自己做非晶手机背板或者手表板面啦？从另一个角度看，Liquidmetal作为一家材料公司，7年前能做取卡针，现在还没有攻克大块非晶技术难题，而苹果作为一家主营消费电子的科技公司，7年前取卡针是委托别人加工，现在已经有了自己的专利。恩，苹果果然变态。最不会写结尾。就这样。}