它是金属却有了流动的形态；它极轻却又极强、极硬，是超越铝、镁、钛等传统轻合金的颠覆性材料；它可一次性成型，无需机加工的繁复程序……

    它就是液态金属，轻合金材料的颠覆者，可应用于3C、汽车、医疗等多个领域，正在逐步占领市场。

    01 性能优越，轻合金材料的颠覆者

    液态金属，也称非晶合金或金属玻璃，是一种新型的金属合金。液态金属拥有独特的原子结构，其原子排列完全无序，而传统金属材料原子结构则排列有序。

    传统金属与液态金属原子结构对比

    正是因为这样独特的原子结构也造就了液态金属优越的性能。其优势体现在三个方面：

    1、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。

不同金属与液态金属（liquid metal）强度对比

不同金属与液态金属（liquid metal）比强度（单位密度的强度）对比

不同金属与液态金属（liquid metal）硬度对比

    2、极强的耐磨性和耐腐蚀性。

    3、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，而且在加热条件下不易变形、不易导热。

    2 一次性成型，最佳工艺优势

    液态金属以非晶态冷却，收缩率非常小为0.25%，适合做精密零部件（而粉末冶金收缩率高达26%，限制了其精密部件的制备能力），并可以像塑料一样通过注塑、压铸等工艺得到理想的形状，轻薄小巧，一次性成型，省却大量的后加工。

液态金属零部件

    另外，液态金属可以通过改变材料成分的结构来改变颜色，着色自然且耐磨损，这是现有铝合金的阳极氧化、镁合金的微弧氧化以及简单的喷涂工艺所无法比拟的，后者都普遍面临颜色单一、掉漆、易划伤等缺陷。

    独特的工艺优势也给液态金属加工带来了不小的成本优势。液态金属制品基本上是一次净成型，且表面光洁度高，省却大量的后加工，效率非常高。以宜安科技自制的压铸设备为例，每台机可以实现压铸600次/天，相比于CNC机加工数个小时加工一件的效率相比，成本优势相当显著，大约能降低一半的成本。

液态金属压铸设备

    3 应用现状及市场空间分析

    液态金属市场前景较好，目前已经开始应用在环保、医疗、通讯、新能源汽车、消费电子、体育器材、智能穿戴等领域，在不久的将来，也将应用于航空、航天等领域。具体产品有：变压器、手术刀、轴承、铰链、SIM卡托/卡针、夹具、高尔夫杆头、钟表结构件、镜架等。

液态金属下游应用领域和对应优势

    消费电子领域

    3C产品与人的日常生活息息相关，其需要的材质特性就是要轻薄小巧，且耐磨、耐摔、抗刻划。液态金属最显著的优势就是高强度、高硬度、高耐磨性，而且既轻又薄，这恰好满足以上核心特质。

    Swatch、Omega等高端手表品牌自2009年开始就在其产品中应用液态金属，表内的数字和刻度就采用液态金属材质。

Omega推出的由陶瓷和液态金属打造的限量版手表

    在智能手机领域，自苹果公司于2010年与美国液态金属公司合作，在iPhone的SIM卡针首度商用非晶合金后，现阶段，华为、OPPO、VIVO、金立、海恩迈电子等公司的部分终端已经使用非晶合金材质的SIM卡托、USB接口、转轴。

金立Micro USB接口采用液态金属加固

    2017年1月，美国专利商标局批准了苹果一项关于液态金属的技术专利，专利文件显示，未来苹果产品外壳上的凸出logo将会采用液态金属来打造

Apple液态金属logo

    另外，液态金属的高强度和硬度在手机外框市场也有很大的潜力。据了解，一个液态金属手机外框价格大约为80-120元/个，这比小米手机的304不锈钢外框和苹果的铝合金CNC一体成型外框均便宜一半左右。

采用液态金属作为手机边框的图灵手机

    机器人领域

    “仿生物”液态金属机器人高柔性、自驱动、能变形，在传感器的帮助下，可以读取并模拟远方活体行为信息，实现“远程握手”“远程拥抱”等应用场景。这意味着两个天各一方的人，可以通过科技触及对方，世上不再有“触不到的恋人”。

    自主运动可变形液态金属技术还处在基础原理研发初期，离产业化还有相当的距离。目前国内科学家的科研探索走在了世界的前列。尽管液态金属机器人技术离产业化还有相当的距离，但是随着技术的不断突破，相信功能完善、具有强大自愈能力的液态金属机器人或在不久的将来面世。

    医疗领域

    液态金属在模拟体液时具有优良的耐腐蚀性能和生物安全性，这满足了医学上修复移植和制造外科手术器件的性能要求，可用于外科手术的手术刀、人造骨、电磁刺激体内生物传感材料、人造牙齿等。

    修复受损神经：液态金属镓合金具有无毒性、强导电性能以及稳定性好等特点，不容易与体液以及周围器官组织发生反应，可以用它连接并修复受损的神经。

    在医疗中，可研制沿血管或腔道运动的柔性机器人，帮助人类清理血管或肠道等，“顺道”还可以做个药物递送、微创手术等。

    工具领域

    “光剑刀”由台北科技大学的设计师Chia-yuYeh采用液态金属设计的，使用者握住刀柄之后在屏幕上选择要生成的刀体，之后刀把上就能变出一把液态金属刀，能自动成型且能够选择刀体大小。

光剑刀

    变压器领域

    液态金属的一个重要应用领域就是用于制造变压器。由于液态金属的软磁特性，非晶变压器转速可达到9000余次/S（硅钢变压器1000余次/s），如果把我国现有的配电变压器全部转换成非晶变压器，每年可以为国家节电约90亿千瓦时，意味着每年减少燃煤364万吨，减少二氧化碳等废弃排放超过900万亿立方米。

非晶变压器

    4 液态金属国内外公司概况

    国外

    Liquidmetal Technologies成立于1984年，总部位于美国加利福尼亚，是全球领先的块状非晶金属研发及商业化上市公司。

    此外，日本的日立金属是世界最大的非晶带材制造商，非晶带材产能超过10万/吨。

国外液态金属相关公司

    国内

    国内目前涉及液态金属技术的上市公司主要有宜安科技、安泰科技、东方锆业、云海金属等。此外，还有多家非上市公司参与到液态金属的研究和生产，如上海艾荔艾等。

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责任编辑：王元

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