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材料領域的創新研究院
材料領域的創新研究院
更新时间:2024-10-01 06:14:37


材料領域的創新研究院(向先進材料科學實驗室取經)1

在材料科學如此發達的今天,不斷有新穎、高效的新材質被研發出來,它們或被用于航天、航空事業,也被用于汽車、服飾領域;當然,還有鐘表制造界。SAXEM钇鋁石榴石、Ceratanium瓷化钛金屬、Vantablack超黑塗層、BMG-Tech合金玻璃、Graphene石墨烯……這些名字聽上去神乎其技、非常玄妙,但究竟能為時計帶來怎樣的變革?我們一起來探索一下。

材料領域的創新研究院(向先進材料科學實驗室取經)2

材料領域的創新研究院(向先進材料科學實驗室取經)3

SAXEM人造钇鋁石榴石

上個月,一年一度的宇舶(Hublot)制表課堂在上海油罐藝術中心登場,這一回品牌研究開發部總監馬蒂亞斯·布特(Mathias Buttet)帶來的主題是“制表工藝融合珍罕寶石的視覺盛宴”,介紹了宇舶在高級珠寶表領域的發展——超越想象的大膽設計、精心嚴苛的寶石選材、紛繁複雜的鑲嵌技藝,讓我們深度領略了高級珠寶表的誕生過程。

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宇舶制表課堂宇舶制表課堂非常炫麗

當然,對于那些以珠寶起家的品牌如卡地亞、梵克雅寶、寶格麗、海瑞溫斯頓……而言,它們的高級珠寶表令人目眩神迷不足為奇,但要知道宇舶是專業制表品牌,創立時間不足40年,卻能在高級珠寶表領域取得成就,就不得不豎起大拇指。

不過在這個課堂上,最讓我着迷的不是那些鑲嵌了數十克拉、甚至是超過100克拉的超級奢華鑽表(宇舶在一枚腕表上鑲嵌的寶石量最高記錄是135克拉);将各色彩寶鋪排成流光溢彩的彩虹腕表、銀河腕表;業界首創在人造藍寶石水晶上鑲鑽的獨家技術……而是一種稱為SAXEM的新材質。

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宇舶在高級珠寶表領域精彩紛呈

去年12月,“安時間On Time”發布過一篇文章“打造腕際水晶宮,一片冰芯在玉壺”,介紹了以人造藍寶石水晶打造表殼的腕表,這樣的腕表通體晶瑩剔透,甚至比天然藍寶石還要來得純淨無雜質。而宇舶正是以人造藍寶石水晶打造腕表的佼佼者,除了研發出切割、打磨、提升人造藍寶石水晶防碎裂能力之外,還攻克了人造藍寶石水晶染色與鑲鑽的難題。目前品牌以人造藍寶石水晶打造的腕表,除了純淨的白色,還能制造出紅色、藍色、粉色與黑色等款式,這是利用在藍寶石結晶過程中,在原材料氧化鋁(Al2O3)中加入其他微量金屬元素,比如加入鐵(Fe)及钛(Ti),會結晶出藍色的透明藍寶石,加入鉻(Cr)則會制造出紅色的透明藍寶石。

但是,唯一的困難是綠色。無論是自然界存在的還是實驗室裡人造的,綠色藍寶石或綠色人造藍寶石水晶光澤都并不好、顔色也并不美,因此研發SAXEM的最初動機就是要制造出一種漂亮的綠色人造藍寶石水晶。


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以SAXEM材質打造出的綠色透明腕表

材料領域的創新研究院(向先進材料科學實驗室取經)7

讓我來賣弄一下。SAXEM的結構和天然的綠色藍寶石不一樣,藍寶石為單晶體,SAXEM則為立體性結構,裡面含有氧化鋁成份,并在其中又添加了一種來自稀土的钇元素,也就是把稀土裡蘊含的稀有元素和自然界已有的氧化矽、氧化鋁融合在一起形成的新材質。而這種人造的钇鋁石榴石(即鋁榴石和钇榴石生成的固體結晶)之所以被命名為SAXEM,即為Sapphire(藍寶石) Aluminium(鋁) oXyde(氧化物) rare Eart Mineral(稀土礦物)的縮寫。

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SAXEM材質可以制作為不同顔色

哈哈!看得懂嗎?其實我也是照搬資料,同樣“鴨子聽雷”。不過據悉這種新材料的好處是,雖然硬度沒有鑽石和藍寶石高,但也足夠硬了,維氏硬度高達2000,比陶瓷和钛金屬都硬,所以極難刮花,而且它還沒有藍寶石較脆的缺點,不易斷裂,這個特性對腕表加工來說具有極大優勢。

材料領域的創新研究院(向先進材料科學實驗室取經)9

SAXEM材質的光線折射率媲美鑽石

當然不限于綠色,SAXEM材質還可以制作出各種顔色,顔色比藍寶石更深,光澤度比藍寶石更好,對于光線的折射率還可媲美鑽石,再加上容易加工,讓我們很期待在不久的将來,能夠在宇舶的作品裡看到衆多以SAXEM材質打造的美麗腕表。

Vantablack超黑塗層

自去年6月亨利慕時(H. Moser & Cie.)推出勇創者萬年曆月相概念腕表,将Vantablack超黑塗層運用在表盤上,一年半來,這個材質已陸續在品牌衆多時計上現身,包括冒險者Vantablack概念腕表、勇創者恒動月相Only Watch概念腕表、冒險者Vantablack鑲鑽概念腕表、勇創者陀飛輪Vantablack概念腕表。

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亨利慕時多款搭載Vantablack超黑塗層表盤的腕表

Vantablack超黑塗層材料通常在天體物理學界用于制造望遠鏡,或是在軍工行業用作熱紅外線隐身材料,提升特定裝備的僞裝能力,此外在土木工程上的應用則為太陽能闆以及最新的概念車。它由垂直對齊分布的碳納米管構成,直徑比人類發絲細10,000倍,當光子射到Vantablack上時,可以吸收99.965%的入射光線,由于我們的眼睛需要反射回來的光線才能感知所看到的事物,因此Vantablack就像黑洞,被認為是顔色最暗的物質。運用在表盤上,可進一步突顯空間的寂寥感,打造出迄今為止顔色最暗的表盤,越看越覺神秘深邃。

BMG-Tech Carbotech 金屬玻璃 碳纖維複合物料

沛納海(Panerai)在今年初舉辦的日内瓦國際高級鐘表沙龍(SIHH)推出的Submersible BMG-Tech 47毫米潛行系列金屬玻璃腕表上,搭載了兩種高科技材質,一是表殼采用的無比堅固耐用的BMG-Tech金屬玻璃,一是旋轉表圈采用的格外輕盈的Carbotech碳纖維複合物料。碳纖維複合物料并不新鮮,很多品牌都在用,我們着重來了解一下金屬玻璃。

金屬冷卻時會發生結晶,但BMG-Tech這種厚金屬玻璃物料以類似玻璃的特殊合金制造,制造過程避免物料出現顯著的結晶現象。合金本身以锆、銅、鋁、钛、鎳組成,于高溫環境下經過高壓注模工序,然後進行僅為時數秒的急速冷卻,令原子無法擁有充分時間如慣常般排列成井然有序的規則結構。正是這種“無序”結構,賦予該物料無比堅固、高度抗腐蝕,同時能抵禦外來沖擊和磁場的特性。

Ceratanium瓷化钛金屬

萬國(IWC)飛行員腕表有多個系列,其中Top Gun海軍空戰部隊系列腕表于2007年推出,名稱源自美國空軍的攻擊戰鬥機戰術教練科目(Strike Fighter Tactics Instructor Program),專門為優秀的海軍飛行員提供飛行技術和戰術培訓。不過提到Top Gun,大家腦海裡最先浮現的應該是湯姆·克魯斯主演、1986年上映的電影《壯志淩雲》,據悉這部電影在時隔32年後又要推出續集,“老男孩”湯姆·克魯斯不知會帶給大家怎樣的驚喜?

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同樣在今年的SIHH,萬國推出了飛行員系列 Top Gun海軍空戰部隊瓷化钛金屬雙秒追針計時腕表,這是品牌首度采用了Ceratanium瓷化钛金屬合金,這種利專材質同钛金屬一樣輕盈堅固,同時又如陶瓷一樣堅硬耐刮。此外,防過敏、高度耐腐蝕以及獨特的亞光黑色外觀,優點多多。

以往萬國表中的純黑款式,通常是經DLC鍍層處理,但這種鍍層在長期使用後會産生剝離,而瓷化钛金屬的亞光黑色永不脫落。



一向前衛大膽的裡查德米爾(Richard Mille)在高尖材質的運用上一直扮演急先鋒角色,在它的作品裡時不時會出現嶄新的高科技物料——ARCAP合金、納米碳纖維、ALUSIC(鋁、锂、矽和碳化物)合金、Phynox(钴、鉻、鎳)合金、LITAL(锂、鋁、銅、鎂、锆)合金、正交鋁化钛、AZ91鎂鋁合金、氮化矽、TZP納米陶瓷、TPT碳纖維、TPT石英纖維、TiAl钛鋁合、Graph TPT石墨烯……洋洋灑灑,光聽起來就讓人暈頭轉向。

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2017年SIHH,品牌推出充滿賽車元素的RM 50-03 McLaren F1超輕雙秒追針陀飛輪計時碼表,連同表帶重量不足40克,堪稱史上最輕的機械計時碼表。當年我試戴過這枚腕表,對于它的輕真的是驚呆了。腕表材質除了钛合金和TPT碳纖維,還引入全新材料Graph TPT,也就是大家可能聽說過的石墨烯。

TPT碳纖維的TPT是指薄膜夾層加工技術,将衆多碳纖維按照一定方向排布,然後用樹脂等黏合劑高溫、高壓緊密合成一體,然後再以不同角度層層鋪疊緊實,這樣得出的碳纖維堅固、質輕、耐用,Graph TPT材質所使用的樹脂粘合劑即為石墨烯。

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石墨烯2004年才被發現,被視為“未來革命性的材料”,發現它的科學家還獲得了2010年諾貝爾物理學獎,裡查德米爾2017年就将其運用至腕表材質,真的是走在制表業的前列。

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看了這些特殊材質,仿佛上了一堂物理 化學 冶金學。相較于傳統的制表材質——不鏽鋼、青銅、貴金屬(鉑金、黃金、白金、玫瑰金),或是近幾年大行其道的陶瓷、钛金屬、碳纖維、人造藍寶石水晶,新材質讓腕表在質輕、防刮、耐磨、堅固、耐腐蝕、抗溫差、不易脆裂、永不褪色……等表現上持續精進。

未來各家品牌勢必仍将向先進的材料科學實驗室取經,将更多的研發成果帶到我們的腕際。表迷們拭目以待!


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