“液態(tài)金屬”的概念現(xiàn)在越來(lái)越火，但很多人對(duì)這樣一種材料存在誤解，沒(méi)有相關(guān)的定義和認(rèn)識(shí)。有人認(rèn)為它是蘋(píng)果手機(jī)的取卡針，有人卻認(rèn)為它是“終結(jié)者”，究竟何為“液態(tài)金屬”？

在美國(guó)有家名叫Liquid Metal的材料生產(chǎn)商，生產(chǎn)的材料是非晶態(tài)合金（Amorphous Alloy），也叫做金屬玻璃。在進(jìn)入中國(guó)時(shí)，媒體根據(jù)這家生產(chǎn)商的名稱(chēng)直譯后，原本的“非晶態(tài)合金”在國(guó)內(nèi)的叫法就變成了“液態(tài)金屬”。事實(shí)上，非晶合金與液態(tài)金屬屬于兩種完全不同的概念，兩者有著本質(zhì)的差別。

概念不同

非晶合金實(shí)際上指的是材料的一種狀態(tài)，而液態(tài)金屬是一大類(lèi)新型的合金材料。

圖1 液態(tài)金屬圖

制備工藝不同

非晶合金采用的是急冷凝固制備工藝，指使金屬熔體急冷瞬間凝固的技術(shù)。該過(guò)程通常是由液相到固相的相變過(guò)程進(jìn)行得非?？欤饘倩蛘吆辖鸬娜垠w急劇凝固成微晶、準(zhǔn)晶和非晶態(tài)的過(guò)程。

圖2 固態(tài)物質(zhì)中晶態(tài)和非晶態(tài)物質(zhì)粒子排布示意圖

而液態(tài)金屬主要采用的是低溫熔煉制備工藝，將不同的金屬材料按照一定的配比，通過(guò)溫度控制使其充分融合，從而形成新的金屬材料。成分配比的不同，最終形成的液態(tài)金屬材料將具備不同的功能屬性。

圖3 液態(tài)金屬的神奇屬性

主要特性及應(yīng)用領(lǐng)域不同

非晶合金的特點(diǎn)主要取決于其不定型的原子結(jié)構(gòu)，沒(méi)有特定的晶格結(jié)構(gòu)，所以導(dǎo)致非晶合金具有極佳的力學(xué)特性，如高強(qiáng)度、高硬度等機(jī)械性能，但是在電力學(xué)性能和化學(xué)性能上卻沒(méi)有明顯的優(yōu)勢(shì)。

因此，非晶合金大多應(yīng)用于對(duì)力學(xué)性能有要求的行業(yè)，如精密器械行業(yè)、消費(fèi)電子外框等行業(yè)等，目前應(yīng)用最多的就是智能手機(jī)中框及卡針。

圖4 非晶合金材料應(yīng)用

而液態(tài)金屬則是因?yàn)槠洳欢ㄐ偷囊后w形態(tài)而具有極佳的電性能和熱力學(xué)性能，是電學(xué)性能和熱力學(xué)性能要求較高的行業(yè)首選，如電子制造行業(yè)、散熱等。目前使用較多的就是電子增材制造及散熱器。

當(dāng)然，由于液態(tài)金屬還具備很多其它特殊性能，如“吞噬效應(yīng)”、“自驅(qū)動(dòng)”、“變形變色”等，使其應(yīng)用可擴(kuò)展至生物醫(yī)學(xué)、智能機(jī)器、國(guó)防應(yīng)用等眾多領(lǐng)域。

圖5 液態(tài)金屬材料研究成果

總的來(lái)說(shuō)，非晶合金實(shí)際上指的是材料的一種狀態(tài)，是一個(gè)概念。而液態(tài)金屬是一種全新的合金材料。

2017年液態(tài)金屬材料被收錄進(jìn)工信部、財(cái)政部和保監(jiān)會(huì)共同組織編制的《重點(diǎn)新材料首批次應(yīng)用示范指導(dǎo)目錄（2017年版）》，其中液態(tài)金屬被列為重點(diǎn)新材料。2018年10月國(guó)家統(tǒng)計(jì)局第15次常務(wù)會(huì)議通過(guò)的《戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)分類(lèi)（2018）》目錄中，也將液態(tài)金屬制造項(xiàng)目收入其中。液態(tài)金屬材料及其應(yīng)用正處于蓄勢(shì)待發(fā)的階段，將為眾多領(lǐng)域帶來(lái)新的變革。在產(chǎn)業(yè)逐漸成熟的液態(tài)金屬行業(yè)，如果你不關(guān)注這個(gè)領(lǐng)域，很可能會(huì)和這個(gè)好玩兒又有潛力的材料擦肩而過(guò)。

目前液態(tài)金屬多以鎵為基礎(chǔ)材料，再配以其他的功能材料進(jìn)行復(fù)合以滿足不同應(yīng)用場(chǎng)景需求。該類(lèi)材料研究目前主要以中科院、清華大學(xué)劉靜老師的團(tuán)隊(duì)在推進(jìn)，產(chǎn)業(yè)化工作由相關(guān)科技公司在進(jìn)行，如北京夢(mèng)之墨科技有限公司、云南中宣液態(tài)金屬有限公司、云南科威液態(tài)金屬有限公司、云南靖創(chuàng)液態(tài)金屬熱控技術(shù)研發(fā)有限公司等，并形成了一定的產(chǎn)業(yè)規(guī)模。