领先国外实现液态金属产业化
文章来源：新材料在线 更新时间：2022-03-16 14:45:41
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在近期的一款折叠屏手机发布会上，体验者充分感受到翻折自如的柔性屏带来的视觉享受，解决其中转轴性能难题的是一种叫做“液态金属”的新材料。
此“液态金属”并非《终结者》中的被子弹打穿后可自动修复，根据环境随意变形的神奇机器人。 在学术领域，大家更喜欢称它非晶态金属合金。因其具备高硬度、高弹性、高强度的优越性能，成为手机、汽车等产品生产中的难题“终结者”。 为这款折叠屏手机提供转轴解决方案的东莞市逸昊金属材料科技有限公司（以下简称“逸昊金属”），是目前少数能量产，并具备机械设备制造、原材料熔炼和生产、成型以及后制程等全流程的企业之一。 去年是逸昊金属成立的第5个年头，这家年轻的企业正带领着液态金属行业逐鹿各大终端市场，每一次成功应用，都挑动行业兴奋的神经。 中国在越来越多的领域由“模仿者”“追赶者”转变成“领跑者”。领跑则意味着担负起行业开拓者、创新者的身份。 液态金属作为前沿新材料代表之一，中国企业正以“领跑者”的身份开疆拓土，但同时也遇到了诸多创新者的窘境。
管中窥豹，可见一斑。本期《大国之材》透过对逸昊金属的观察，一探中国液态金属乃至前沿新材料产业化的艰辛历程。
01 艰难的产业化探索 2014年，液态金属在中国掀起了一股产业化潮流。 这一年，逸昊金属、常州世竟、帕姆蒂昊宇等液态金属企业先后成立。 而在此之前，国内鲜有人听说过液态金属这种材料。逸昊金属总经理高宽当时所在的团队是国内较早研究液态金属的企业之一。 作为国内较早一批从事液态金属研发的代表人物之一，高宽全程见证了中国的液态金属产业化历程。 “液态金属的神奇之处在于他可以像塑料一样经过压铸成型，并且材料的收缩率小，可以通过模具一次成型得到产品。由于在压铸过程中，快速冷却形成了非晶态结构，从而得到了高硬度、高耐磨性及高耐腐蚀性的产品性能。” 有着十几年从业经验的高宽在谈及液态金属时，语速明显加快，眼中透出兴奋的光芒。 液态金属拥有远远超出不锈钢乃至钛金属的硬度与耐磨度。以手机为例，无论是屏幕还是外壳，其组成材料越硬，越不易产生划痕。
其次，液态金属拥有良好的光泽度，同时拥有高耐腐蚀性。无需钻石高光倒角处理或工序繁杂的阳极氧化工艺。这让液态金属跻身进奢侈手表行业供应体系。
△ 液态金属产品 此外，在精度方面，液态金属压铸成型的产品可以和机器加工产品的工艺一争高下，并且没有附加成本与废弃材料。 2015年6月份，一则消息为液态金属行业再添一把火。消息称，苹果及其液态金属材料合作伙伴Liquidmetal（以下简称“LQMT”）日前又被授予两项液态金属工艺方面的新专利。 一时间，液态金属有望应用在下一代苹果手机上的猜测声四处泛起。 理想很丰满,现实却很骨感。随着下一代苹果手机的推出，液态金属并没有如期出现。 网友哗然，一片唏嘘。 “一边嚼着玻璃，一边凝视死亡深渊”是前沿新材料创新的真实写照，早在1959年就已经被发现的液态金属，在产业化进程中走过一条漫长而曲折的道路。 全球最早从事液态金属产业化开发的LQMT摸索多年，尽管拥有诸多液态金属领域泰斗级的专家团队，LQMT在商业化中一度陷入困境。 在技术层面，非晶合金大块成型技术长期难以突破，市面上几乎没有20克以上的大块液态金属产品，这极大地限制了液态金属产品的开发。而在设备和材料端，LQMT分别依赖德国恩格尔公司和美国的MATERION公司。 在大洋彼岸的韩国同样如此，一些投入早期研发的团队，悉数退出。 而在中国，在经历了2014年的产业化高潮后，逐渐回归理性，仅仅新增了上海驰声这一家企业。相比几乎同一时间兴起的3D打印、石墨烯等产业，产业界对液态金属的态度可以用冷漠来形容。 “进入液态金属行业的资金跟技术门槛都相对比较高，小企业根本做不进来，而大企业更看重大的市场需求，市场需求没有打开，他们根本不会投入。”多年的沉淀让高宽对液态金属行业看得十分透彻。 在高宽看来，液态金属的开发在基础层面上必须做到三点：材料端的自主研发能力；非标的设备开发能力；工艺优化的能力。
同时满足这三个层面的技术能力谈何容易。“先活下来，再找市场。”这句话成为液态金属行业当时的生存写照。
02 产业协同破局 2016年3月，宜安科技李扬德教授收购LQMT百分之四十六股份并出任CEO，这让作为宜安科技子公司的逸昊金属在业务上跟LQMT紧密联系在一起。 逸昊金属的液态金属产业化开始走向协同发展的道路。 尽管在先期的产业化尝试中比较曲折，但LQMT仍然拥有全球最核心、最全面的块状非晶合金相关的知识产权。 而逸昊金属团队有接近20多年新材料研发、模具、机械制备、成型和生产的经验，拥有先进的新材料生产技术、成熟的生产工艺和完整的产业链，不仅在小件产品成型方面日益成熟，而且也具备大块成型产品的生产能力。 “二者的结合，优势互补，具有极强的协同效应。” 谈及逸昊金属的产业化优势，高宽侃侃而谈。 借助LQMT在国际上的知名度和影响力，逸昊金属开始大力推动液态金属在消费电子、汽车行业、医疗器械、体育用品等多个行业和领域的应用。在与诸如特斯拉、苹果这样的海外目标客户沟通过程中，LQMT团队给予了很大的帮助。 2015年下半年，宜安科技李扬德教授到美国特斯拉总部拜访，他们正在对Model X的门锁扣材料的选择一愁莫展。由于车门非常重，对门锁扣冲击力很大，现有材料无法满足测试要求。李扬德教授了解情况后，当即安排宜安科技及逸昊金属团队用一个月的时间做好成品门锁扣送到美国，并一次性通过特斯拉的测试。目前，全系列Model X的门锁扣都由宜安科技和逸昊金属共同生产供货。 在液态金属推广的过程中，逸昊金属明确定位了几个攻关的方向，其中之一就是汽车领域。 通过与特斯拉研发部门的交流，逸昊金属发现特斯拉的门设计对锁扣的性能要求特别高，普通的材料和工艺根本满足不了产品需求，而液态金属的高硬度、高韧性、高强度的特性恰好能够满足其需求。
△ 液态金属产品 凭借液态金属产品优异的性能，逸昊金属的工程师成功说服特斯拉设计师采用液态金属作为锁扣的原材料。 “我们在解决客户问题的基础上，也实现了自己的市场拓展”。逸昊金属将这套打法沿用于消费电子、医疗器械等其他领域。 手机上应用的“人脸识别”技术，对镜头支架的要求非常高，稍有偏差，都会导致识别失败，逸昊金属凭借液态金属的性能和综合成本优势，成功进入国内TOP5手机厂商的供应链，一举拿下九成的市场份额。 逸昊金属在汽车、手机等领域每跨越一小步，就是液态金属行业发展的一大步。相较于进口替代材料，有成熟目标客户及市场,液态金属作为一种全新的材料，很多应用市场还是空白的。 “希望我们的同行们也能加快脚步，不断加快液态金属的产业化进程。” 独木难以成林，多元竞争与新血注入才会令液态金属行业充满生机。在制造业摸爬滚打几十年的高宽，深谙其中之道。
03 领跑者的创新代价 当研发进入无人之境，当市场应用一片空白，每一步探索的成功与失败都弥足珍贵，液态金属的产业化探索是千万种新材料开发的缩影，它的商业化模式值得深思。 无论是汽车还是消费电子，市场空间的每一步拓展都取决于终端厂商对液态金属技术的认知和认同，新材料研发人员对下游产品开发的主动参与至关重要。 “新材料是设计进去的，不是采购进去的。” 高宽特别强调，只有从设计环节就参与到终端产品的开发流程，才能摸清产品的性能需求，才有机会打入产品供应链。一旦产品设计已经完成，再从采购端着手去突破市场，几乎不可能。 对于逸昊金属这类从事前沿材料开发的企业而言，进入“无人之境”的创新，意味着更大的代价。 过往，中国的消费电子产品设计一味迎合市场热点，产品设计浮于表面，缺乏延续性，这对于新材料的推广应用极为不利。 逸昊金属曾花大力气投入支持“人脸识别”技术的Face ID支架的产品开发，这种光学支架对于保证支付级别的人脸识别安全性具有非常重要的作用。然而，在短暂的爆发后，由于终端厂商纷纷放弃Face ID方案，辛苦研发的液态金属支架变得无用武之地。 而这样的案例在新材料行业比比皆是，成为材料人无以言表的痛。
随着消费电子的竞争加剧，创新进入深水区，依靠商业模式和产品功能创新的打法已经行不通，终端厂商本身的设计理念也在悄然发生变化。 从与三星联合开发芯片的vivo，到剥离传统业务专注面板技术创新的TCL，终端厂商的一系列动作反应出产品设计对上游材料的重视。 这或许将给逸昊金属等创新者带来更多的机会。
据统计，全球非晶产品市场具有300亿美元左右的发展空间，其中，仅液态金属手机框，市场规模预计达50亿美元。 具备从材料研发、设备开发等全产业链优势的逸昊金属显然已经做好了准备。高宽表示，未来将深耕汽车、消费电子等领域，立足液态金属开发，同时拓展镁、铝合金等领域。 是金子终将发光。 |
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