作者：Challey

最近，張朝陽的物理課很火，他在課堂上提到：“太陽光譜裡實際上并不存在紫色，人眼看到紫色要對光譜重新疊加，所以 iPhone 14系列的紫色比較少見同時也令人印象深刻” 。筆者雖然有點眼盲，但對顔色卻非常“鐘情”，記得二十多年前，還是上個世紀，Windows 98以及後續版本發布的時候，經常會提到新的屏保顔色，比爾大叔當時重點介紹，Windows的新色系是由幾位博士專門對顔色進行研究而開發出來的，新的顔色能夠讓我們更爽心悅目，工作更有激情，遊戲更High（後面的話是筆者總結的）。

言歸正傳，蘋果最近幾年鐘情于紫色的“研發”，從iPhone 11起就開始給出紫色機型，到iPhone12, iPhone13，但是反響不是非常好，然而，剛剛推出的iPhone 14給出了暗紫色，這個顔色非常的驚豔，可以說是“讓男人都會愛上”的紫色。

上面說了很多女人才喜歡的顔色方面的事，可能普通的工程師們以為這是在扯時尚，或者聊八卦。其實不然，色彩也是一門科學，與工程師們更是有着很大的關系。本文就帶您深入了解iPhone14的紫色是怎麼“煉成的”。

iPhone 14的暗紫色（在中國台灣叫深紫色）

iPhone14 Pro的部分介紹，大量采用紫色系

蘋果官方介紹iPhone14時多處用到這種暗紫色的色調，可見蘋果對今年的紫色有多麼的自信，也許這才是真正讓人驚豔的色彩。

蘋果iPhone14的暗紫色部分包括了玻璃面闆和外框。其中玻璃面闆是采用超瓷晶面闆，硬度勝過玻璃面闆；機身邊框防濺抗水2，由手術級不鏽鋼打造。

因此，我們從超瓷晶面闆和不鏽鋼兩方面探究。

以往的手機面闆采用的是玻璃面闆，我們以前經常聽到的是采用“康甯”大猩猩玻璃。

康甯大猩猩玻璃采用的則是強度和硬度較好的玻璃，之後在其上面再覆蓋一些塗料和特殊工藝處理來進行加強對玻璃強度的提升，這也是大部分的一個常規增加強度的處理方式。康甯大猩猩玻璃隻耐刮不耐摔。

大猩猩玻璃的前身是康甯公司在20世紀60年代生産的具防彈功能的特種玻璃，常被用于直升飛機。

普通玻璃和大猩猩玻璃都是由石英砂、石灰石和硼酸鈉組成，而石英砂的主要組成部分是二氧化矽（SiO2）。兩者的區别在于猩猩玻璃在生産過程中，将産出的鈉鈣玻璃放置在硝酸鉀溶液之中，發生了離子交換的反應，從而改變了分子結構，所謂離子交換其實就是利用硝酸鉀中的鉀離子将玻璃中（硼酸鈉）的鈉離子置換出來。

蘋果從iPhone12開始，采用超瓷晶面闆（Ceramic Shield）。

超瓷晶面闆和玻璃面闆區别是什麼呢？

兩者都是玻璃，它們的主要區别是超瓷晶面闆采用納米技術，而玻璃面闆就是常規的技術。

超瓷晶技術由康甯開發，利用超高溫結晶制造工藝，将微小陶瓷納米晶嵌入玻璃基體。晶體的連鎖結構有助于讓裂縫偏轉。随後，再用離子交換技術強化玻璃，本質上就是擴大離子尺寸，讓結構更牢固。

以前的瓷晶體比較大，因此透明度沒有普通玻璃那麼好。但是經過改良後，現在的超瓷晶變得足夠小，比光波還要小，所以它的透明度已經很高。

經過特殊工藝制造的超瓷晶硬度也很高，既耐刮也更耐摔（但并不是說摔不壞），從因此能夠用來保護iPhone 屏幕。

因此，大猩猩玻璃對比采用納米技術的超瓷晶面闆來說，技術上存在代差。

可以說，超瓷晶面闆是第三代升級版玻璃。

在iPhone13的官方介紹中是這樣的：“全新的超瓷晶面闆引入了硬度比大多數金屬還要高的納米級瓷晶體，使其與玻璃融為一體。抗跌落能力提升至原來的4倍。”

在iPhone14的官方介紹中是這樣：

“渾身上下，都是耐用設計。

超瓷晶面闆硬度勝過玻璃面闆，機身防濺抗水2，邊框由手術級不鏽鋼打造，搭配 6.1 英寸和 6.7 英寸屏幕3，以四款顔色演繹 Pro 級的精彩。”

為蘋果提供超瓷晶面闆的供應商有兩家：康甯和藍色科技。

2021年5月10日消息,蘋果公司當天宣布,将通過其先進制造基金額外向康甯公司投資 4500 萬美元,以擴大康甯在美國的制造能力,推動康甯研發可支持耐用、持久産品壽命的創新型新技術。蘋果稱,過去四年,康甯已經從其 50 億美元先進制造基金獲得了 4．5 億美元投資,這些資金幫助康甯開發出了堅韌、耐用的超瓷晶面闆玻璃,成為 iPhone 12 的保護玻璃。蘋果在新聞稿中稱,這種加強後的陶瓷玻璃屬于蘋果和康甯專家聯合研究的成果。目前,康甯在肯塔基州的一家工廠為 iPhone 生産所有玻璃。

藍思科技是國産玻璃大廠，也是全球玻璃蓋闆龍頭，其産品主要用在手機、平闆。最近在汽車市場上也在不斷的開拓。

據報道，在蘋果主導推動超瓷晶面闆玻璃的過程中，藍思深度參與了超瓷晶面闆以及升級的後蓋玻璃蓋闆的研發，參與全工段的加工，具備核心技術。因此從iPhone 12開始，藍思的超瓷晶和玻璃外觀件的加工交付中，承接了蘋果整體約70%的份額。對于外觀件價值量有近30%-40%的提升。

蘋果手機的配色是一個整體，不僅僅在面闆上采用紫色超瓷晶面闆，同時在邊框也采用了紫色手術級不鏽鋼。

記得小米第一次高調宣傳不鏽鋼的時候，給消費者們科普了什麼是304不鏽鋼。

但是，不鏽鋼有好多種，還有一種奧氏體316（AISI 316L）被稱為“手術鋼”，有時也被稱為耐污鋼，是外科手術器械制造時最常用的金屬合金。它是一種堅韌的金屬，非常耐腐蝕。它也經常用于化學工業。

蘋果手機從iPhone X開始，采用“手術級”不鏽鋼。

以往，國産手機廠商對于金屬中框的描述就已經五花八門，比如上面提到的小米的「奧氏體 304 不鏽鋼」、魅族的「航空鎂鋁合金」——不過，國産手機廠商大多是從金屬中框的名字上下功夫，但 iPhone X 上的「手術級不鏽鋼」，卻是實實在在地強調金屬中框的質量。

給 iPhone X 代工不鏽鋼中框的是昆山科森科技股份有限公司，這是一家來自江蘇昆山的精密金屬加工服務商。其主營金屬産品結構件的研發、設計、生産和銷售等業務，其産品廣泛應用于數碼 3C、醫療器械、新能源、汽車等領域。從科森科技官網的産品展示裡，确實可以找到不少醫療器械的不鏽鋼零部件。

得益于成為蘋果供應鍊的一員，科森科技自2020年上市半年以後，其股價從 19.39 元直升到 41.79 元，市值一度達到 114.81 億元。不過到2022年9月23日的撰稿日，其市值隻有不到40億人民币了。

顔色，其實就是一種光譜，不同的顔色具有不同的光譜。

按波長區域不同，光譜可分為紅外光譜、可見光譜和紫外光譜；按産生的本質不同，可分為原子光譜、分子光譜；按産生的方式不同，可分為發射光譜、吸收光譜和散射光譜；按光譜表觀形态不同，可分為線光譜、帶光譜和連續光譜。

上面介紹的超瓷晶玻璃面闆和手術級不鏽鋼，都沒有提顔色。

而超瓷晶玻璃和不鏽鋼本身不是天然的紫色， 且蘋果iPhone14的暗紫色，特别是邊框似乎隐隐約約還帶着一點點熒光。

那麼怎樣才能使其變成紫色呢？

首先，自然界不存在天然的紫色，紫色其實是紅色和藍色兩種基本的原色混合而成。

紅色 藍色調在一起就是紫色。兩種原色以相同比例混合後就産生了二層色，如紅色加藍色等于紫色。一種原色與二層色以相同比例混合後就形成三層色，如紅色加紫色等于紫紅色。

因此，不同的原色混合還可以調成其他色，iPhone14 Pro就提供了特殊的暗紫色、金色、銀色、深空黑色四種配色。這四種配色都是糅合了不同的原色以不同比例調和而成。

科學實驗發現，在普通玻璃的配料中加入0.4~0.7%的着色劑,就能使玻璃帶上了顔色.着色劑大多是金屬的氧化物。

每種金屬元素都有它獨特的“光譜特征”,所以不同的金屬氧化物都能呈現出不同的顔色.如果在玻璃配料中加入這些氧化物就給玻璃着上了色。

例如加入氧化鉻(Cr2O3),玻璃現綠色;加入二氧化錳(MnO2),玻璃呈紫色;加人氧化钴(Co2O3),玻璃呈藍色,煉鋼工人和電焊工人用的保護目鏡就是用這種玻璃制成的。

其實,玻璃的顔色不僅取決于加入的着色劑,人們還通過熔煉的溫度及爐焰的性質來調節元素的化合價,使玻璃呈現不同的顔色.例如玻璃中的銅,如果以高價的氧化銅存在時玻璃顯現藍綠色;以低價的氧化亞銅(Cu2O)存在時,玻璃呈紅色.有時,燒熔一次還不能使玻璃顯示出色來,再要進行第二次加熱才能使玻璃顯出顔色.名貴的金紅玻璃就是這樣,它是在普通的玻璃配料中加入微量的金子燒制成的.首次燒熔後,金以原子形式分布在玻璃中,此時玻璃并不顯顔色;當再次加熱到接近軟化的溫度時,其中的金原子聚合成膠狀顆粒,此時玻璃就顯現出了美麗的紅色.

現在,工業界又用稀土元素的氧化物為着色劑制成了各種高級的顔色玻璃.摻有稀土元素的顔色玻璃,色調明淨,有光亮的色澤,甚至還會在不同的光線下改變顔色.例如氧化钕玻璃中就有這種特性,它在日光下顯紫紅色,在熒光下顯藍紫色,十分美麗.有一種玻璃會随着光線的強弱而改變顔色,人們用它作眼鏡的鏡片和房屋的窗戶玻璃.用這種玻璃作窗玻璃,室内可以保持一定的光亮度,再也用不着用窗簾子來遮陽,所以有人稱它為“自動窗簾”.它又能阻擋陽光中的紫外線通過,圖書館藏書室和博物館裝上這種玻璃以後,可以保護書籍和文物不受紫外線的破壞.

除稀土元素外,在玻璃中直接添加鎢和鉑,也可以做成變色玻璃.

紫色超瓷晶玻璃面闆其實也是在制造過程中以一定比例加入獨特光譜的金屬氧化物和少量稀土元素而“煉”成的。

不同于玻璃可以在制造過程中加入金屬或者/和稀土進行變色，不鏽鋼是不能調色的，它隻能通過真空離子鍍膜的方法來使其看起來是有顔色的。

pvd真空離子鍍膜工藝可以使不鏽鋼闆表面形成各種顔色，赤橙黃綠青藍紫應有盡有，使其在運用領域得到了大範圍的擴張。

真空離子鍍膜着色方法是在高度真空的條件下，加熱金屬使其熔化、蒸發，在不鏽鋼原材料表面冷卻被加熱的金屬從而形成表面薄膜的加工方法，常用的金屬是钛等低熔點金屬。不鏽鋼闆在真空離子鍍着色過程中，加熱金屬的方法主要有兩種，一是利用電阻産生的熱能，一種是利用電子束。

對不鏽鋼闆實施鍍膜着色時，先要對其表面進行加工處理，比如是抛光後的不鏽鋼鏡面闆，拉絲磨砂後的拉絲闆等，去掉原先不鏽鋼闆表面的鈍化膜，還必須要對時間進行調整。置不鏽鋼闆于真空室内，選用一些加熱待鍍材料和钛金屬，采用低電壓、大電流的電弧放電技術，利用氣體放電使靶材蒸發并使被蒸發物質與氣體都發生電離，利用電場的加速作用，使被蒸發物質及其反應産物沉積在工件上。

上面介紹了蘋果暗紫色的超瓷晶面闆和“手術級”不鏽鋼是怎麼“煉”成的。

但如何在制造過程或者鍍膜過程中确保這個紫色是蘋果想要的紫色呢？

這就需要用到顔色光譜的檢測。

筆者Challey最近在探究光學方面的知識，了解到目前對光譜物質特别是稀土的光譜檢測的廠商有很多。

其中有一款功能強大的微型光譜儀，可在超緊湊的尺寸内提供出色的紫外響應、高速光譜采集和高信噪比 (SNR) 性能。與同類光譜儀不同，這款适用于從 DNA/RNA 樣品的吸光度和顔色測量到化學化合物的熒光和等離子體監測的各種應用。

這個光譜儀可以對稀土鹽氯化铕 (EuCl3) 和氯化铽 (TbCl3) 的熒光進行測量。

包括 EuCl3、TbCl3 和氯化钐 (SmCl3) 在内的稀土鹽是在研究和工業中具有多種用途的化合物，如用于制造手機等便攜式設備、電動汽車電池、照明産品等設備中。

稀土金屬和鹽通常使用昂貴的技術（如質譜法）進行測量，以往的檢測方法可能無法使用或過于複雜而無法輕松管理。這款微型光譜儀恰好提供了一種有吸引力且可行的替代方案。

在色彩方面，其實很多消費電子産品廠家都在不停的推陳出新，譬如OPPO，筆者最近買了一台紫色平闆，家裡人無論男女老幼，看了都直呼好看。這也讓我第一次吃這個“紫”螃蟹的危險舉動放下心來。

好在，蘋果沒有像以前的圓形HOME“圓形”按鍵一樣申請顔色方面的專利，否則其他大廠估計都不敢用這個顔色，隻有果粉才能專享這個“暗紫色”的“蘋果紫”了。

光學是一門奇特而有趣的科學，特别是自然界光怪陸離的各種色彩吸引了很多的科研機構以及學者進行研究。對光學/光譜的檢測也是一門非常有意思的學問，需要深入了解這方面可以關注作者（微信同名）看最近的光學系列探究。

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