作者：Challey
最近，张朝阳的物理课很火，他在课堂上提到：“太阳光谱里实际上并不存在紫色，人眼看到紫色要对光谱重新叠加，所以 iPhone 14系列的紫色比较少见同时也令人印象深刻” 。笔者虽然有点眼盲，但对颜色却非常“钟情”，记得二十多年前，还是上个世纪，Windows 98以及后续版本发布的时候，经常会提到新的屏保颜色，比尔大叔当时重点介绍，Windows的新色系是由几位博士专门对颜色进行研究而开发出来的，新的颜色能够让我们更爽心悦目，工作更有激情，游戏更High（后面的话是笔者总结的）。
言归正传，苹果最近几年钟情于紫色的“研发”，从iPhone 11起就开始给出紫色机型，到iPhone12, iPhone13，但是反响不是非常好，然而，刚刚推出的iPhone 14给出了暗紫色，这个颜色非常的惊艳，可以说是“让男人都会爱上”的紫色。
上面说了很多女人才喜欢的颜色方面的事，可能普通的工程师们以为这是在扯时尚，或者聊八卦。其实不然，色彩也是一门科学，与工程师们更是有着很大的关系。本文就带您深入了解iPhone14的紫色是怎么“炼成的”。
iPhone 14的暗紫色（在中国台湾叫深紫色）
iPhone14 Pro的部分介绍，大量采用紫色系
苹果官方介绍iPhone14时多处用到这种暗紫色的色调，可见苹果对今年的紫色有多么的自信，也许这才是真正让人惊艳的色彩。
苹果iPhone14的暗紫色部分包括了玻璃面板和外框。其中玻璃面板是采用超瓷晶面板，硬度胜过玻璃面板；机身边框防溅抗水2，由手术级不锈钢打造。
因此，我们从超瓷晶面板和不锈钢两方面探究。
超瓷晶面板以往的手机面板采用的是玻璃面板，我们以前经常听到的是采用“康宁”大猩猩玻璃。
康宁大猩猩玻璃采用的则是强度和硬度较好的玻璃，之后在其上面再覆盖一些涂料和特殊工艺处理来进行加强对玻璃强度的提升，这也是大部分的一个常规增加强度的处理方式。康宁大猩猩玻璃只耐刮不耐摔。
大猩猩玻璃的前身是康宁公司在20世纪60年代生产的具防弹功能的特种玻璃，常被用于直升飞机。
普通玻璃和大猩猩玻璃都是由石英砂、石灰石和硼酸钠组成，而石英砂的主要组成部分是二氧化硅（SiO2）。两者的区别在于猩猩玻璃在生产过程中，将产出的钠钙玻璃放置在硝酸钾溶液之中，发生了离子交换的反应，从而改变了分子结构，所谓离子交换其实就是利用硝酸钾中的钾离子将玻璃中（硼酸钠）的钠离子置换出来。
苹果从iPhone12开始，采用超瓷晶面板（Ceramic Shield）。
超瓷晶面板和玻璃面板区别是什么呢？
两者都是玻璃，它们的主要区别是超瓷晶面板采用纳米技术，而玻璃面板就是常规的技术。
超瓷晶技术由康宁开发，利用超高温结晶制造工艺，将微小陶瓷纳米晶嵌入玻璃基体。晶体的连锁结构有助于让裂缝偏转。随后，再用离子交换技术强化玻璃，本质上就是扩大离子尺寸，让结构更牢固。
以前的瓷晶体比较大，因此透明度没有普通玻璃那么好。但是经过改良后，现在的超瓷晶变得足够小，比光波还要小，所以它的透明度已经很高。
经过特殊工艺制造的超瓷晶硬度也很高，既耐刮也更耐摔（但并不是说摔不坏），从因此能够用来保护iPhone 屏幕。
因此，大猩猩玻璃对比采用纳米技术的超瓷晶面板来说，技术上存在代差。
可以说，超瓷晶面板是第三代升级版玻璃。
在iPhone13的官方介绍中是这样的：“全新的超瓷晶面板引入了硬度比大多数金属还要高的纳米级瓷晶体，使其与玻璃融为一体。抗跌落能力提升至原来的4倍。”
在iPhone14的官方介绍中是这样：
“浑身上下，都是耐用设计。
超瓷晶面板硬度胜过玻璃面板，机身防溅抗水2，边框由手术级不锈钢打造，搭配 6.1 英寸和 6.7 英寸屏幕3，以四款颜色演绎 Pro 级的精彩。”
供应商为苹果提供超瓷晶面板的供应商有两家：康宁和蓝色科技。
康宁2021年5月10日消息,苹果公司当天宣布,将通过其先进制造基金额外向康宁公司投资 4500 万美元,以扩大康宁在美国的制造能力,推动康宁研发可支持耐用、持久产品寿命的创新型新技术。苹果称,过去四年,康宁已经从其 50 亿美元先进制造基金获得了 4．5 亿美元投资,这些资金帮助康宁开发出了坚韧、耐用的超瓷晶面板玻璃,成为 iPhone 12 的保护玻璃。苹果在新闻稿中称,这种加强后的陶瓷玻璃属于苹果和康宁专家联合研究的成果。目前,康宁在肯塔基州的一家工厂为 iPhone 生产所有玻璃。
蓝思科技蓝思科技是国产玻璃大厂，也是全球玻璃盖板龙头，其产品主要用在手机、平板。最近在汽车市场上也在不断的开拓。
据报道，在苹果主导推动超瓷晶面板玻璃的过程中，蓝思深度参与了超瓷晶面板以及升级的后盖玻璃盖板的研发，参与全工段的加工，具备核心技术。因此从iPhone 12开始，蓝思的超瓷晶和玻璃外观件的加工交付中，承接了苹果整体约70%的份额。对于外观件价值量有近30%-40%的提升。
苹果手机的配色是一个整体，不仅仅在面板上采用紫色超瓷晶面板，同时在边框也采用了紫色手术级不锈钢。
“手术级”不锈钢记得小米第一次高调宣传不锈钢的时候，给消费者们科普了什么是304不锈钢。
但是，不锈钢有好多种，还有一种奥氏体316（AISI 316L）被称为“手术钢”，有时也被称为耐污钢，是外科手术器械制造时最常用的金属合金。它是一种坚韧的金属，非常耐腐蚀。它也经常用于化学工业。
苹果手机从iPhone X开始，采用“手术级”不锈钢。
以往，国产手机厂商对于金属中框的描述就已经五花八门，比如上面提到的小米的「奥氏体 304 不锈钢」、魅族的「航空镁铝合金」——不过，国产手机厂商大多是从金属中框的名字上下功夫，但 iPhone X 上的「手术级不锈钢」，却是实实在在地强调金属中框的质量。
供应商给 iPhone X 代工不锈钢中框的是昆山科森科技股份有限公司，这是一家来自江苏昆山的精密金属加工服务商。其主营金属产品结构件的研发、设计、生产和销售等业务，其产品广泛应用于数码 3C、医疗器械、新能源、汽车等领域。从科森科技官网的产品展示里，确实可以找到不少医疗器械的不锈钢零部件。
得益于成为苹果供应链的一员，科森科技自2020年上市半年以后，其股价从 19.39 元直升到 41.79 元，市值一度达到 114.81 亿元。不过到2022年9月23日的撰稿日，其市值只有不到40亿人民币了。
苹果紫是怎么炼成的？颜色，其实就是一种光谱，不同的颜色具有不同的光谱。
按波长区域不同，光谱可分为红外光谱、可见光谱和紫外光谱；按产生的本质不同，可分为原子光谱、分子光谱；按产生的方式不同，可分为发射光谱、吸收光谱和散射光谱；按光谱表观形态不同，可分为线光谱、带光谱和连续光谱。
上面介绍的超瓷晶玻璃面板和手术级不锈钢，都没有提颜色。
而超瓷晶玻璃和不锈钢本身不是天然的紫色， 且苹果iPhone14的暗紫色，特别是边框似乎隐隐约约还带着一点点荧光。
那么怎样才能使其变成紫色呢？
首先，自然界不存在天然的紫色，紫色其实是红色和蓝色两种基本的原色混合而成。
红色 蓝色调在一起就是紫色。两种原色以相同比例混合后就产生了二层色，如红色加蓝色等于紫色。一种原色与二层色以相同比例混合后就形成三层色，如红色加紫色等于紫红色。
因此，不同的原色混合还可以调成其他色，iPhone14 Pro就提供了特殊的暗紫色、金色、银色、深空黑色四种配色。这四种配色都是糅合了不同的原色以不同比例调和而成。
紫色玻璃科学实验发现，在普通玻璃的配料中加入0.4~0.7%的着色剂,就能使玻璃带上了颜色.着色剂大多是金属的氧化物。
每种金属元素都有它独特的“光谱特征”,所以不同的金属氧化物都能呈现出不同的颜色.如果在玻璃配料中加入这些氧化物就给玻璃着上了色。
例如加入氧化铬(Cr2O3),玻璃现绿色;加入二氧化锰(MnO2),玻璃呈紫色;加人氧化钴(Co2O3),玻璃呈蓝色,炼钢工人和电焊工人用的保护目镜就是用这种玻璃制成的。
其实,玻璃的颜色不仅取决于加入的着色剂,人们还通过熔炼的温度及炉焰的性质来调节元素的化合价,使玻璃呈现不同的颜色.例如玻璃中的铜,如果以高价的氧化铜存在时玻璃显现蓝绿色;以低价的氧化亚铜(Cu2O)存在时,玻璃呈红色.有时,烧熔一次还不能使玻璃显示出色来,再要进行第二次加热才能使玻璃显出颜色.名贵的金红玻璃就是这样,它是在普通的玻璃配料中加入微量的金子烧制成的.首次烧熔后,金以原子形式分布在玻璃中,此时玻璃并不显颜色;当再次加热到接近软化的温度时,其中的金原子聚合成胶状颗粒,此时玻璃就显现出了美丽的红色.
现在,工业界又用稀土元素的氧化物为着色剂制成了各种高级的颜色玻璃.掺有稀土元素的颜色玻璃,色调明净,有光亮的色泽,甚至还会在不同的光线下改变颜色.例如氧化钕玻璃中就有这种特性,它在日光下显紫红色,在荧光下显蓝紫色,十分美丽.有一种玻璃会随着光线的强弱而改变颜色,人们用它作眼镜的镜片和房屋的窗户玻璃.用这种玻璃作窗玻璃,室内可以保持一定的光亮度,再也用不着用窗帘子来遮阳,所以有人称它为“自动窗帘”.它又能阻挡阳光中的紫外线通过,图书馆藏书室和博物馆装上这种玻璃以后,可以保护书籍和文物不受紫外线的破坏.
除稀土元素外,在玻璃中直接添加钨和铂,也可以做成变色玻璃.
紫色超瓷晶玻璃面板其实也是在制造过程中以一定比例加入独特光谱的金属氧化物和少量稀土元素而“炼”成的。
紫色“手术级”不锈钢不同于玻璃可以在制造过程中加入金属或者/和稀土进行变色，不锈钢是不能调色的，它只能通过真空离子镀膜的方法来使其看起来是有颜色的。
pvd真空离子镀膜工艺可以使不锈钢板表面形成各种颜色，赤橙黄绿青蓝紫应有尽有，使其在运用领域得到了大范围的扩张。
真空离子镀膜着色方法是在高度真空的条件下，加热金属使其熔化、蒸发，在不锈钢原材料表面冷却被加热的金属从而形成表面薄膜的加工方法，常用的金属是钛等低熔点金属。不锈钢板在真空离子镀着色过程中，加热金属的方法主要有两种，一是利用电阻产生的热能，一种是利用电子束。
对不锈钢板实施镀膜着色时，先要对其表面进行加工处理，比如是抛光后的不锈钢镜面板，拉丝磨砂后的拉丝板等，去掉原先不锈钢板表面的钝化膜，还必须要对时间进行调整。置不锈钢板于真空室内，选用一些加热待镀材料和钛金属，采用低电压、大电流的电弧放电技术，利用气体放电使靶材蒸发并使被蒸发物质与气体都发生电离，利用电场的加速作用，使被蒸发物质及其反应产物沉积在工件上。
颜色（光谱）的检测上面介绍了苹果暗紫色的超瓷晶面板和“手术级”不锈钢是怎么“炼”成的。
但如何在制造过程或者镀膜过程中确保这个紫色是苹果想要的紫色呢？
这就需要用到颜色光谱的检测。
笔者Challey最近在探究光学方面的知识，了解到目前对光谱物质特别是稀土的光谱检测的厂商有很多。
其中有一款功能强大的微型光谱仪，可在超紧凑的尺寸内提供出色的紫外响应、高速光谱采集和高信噪比 (SNR) 性能。与同类光谱仪不同，这款适用于从 DNA/RNA 样品的吸光度和颜色测量到化学化合物的荧光和等离子体监测的各种应用。
这个光谱仪可以对稀土盐氯化铕 (EuCl3) 和氯化铽 (TbCl3) 的荧光进行测量。
包括 EuCl3、TbCl3 和氯化钐 (SmCl3) 在内的稀土盐是在研究和工业中具有多种用途的化合物，如用于制造手机等便携式设备、电动汽车电池、照明产品等设备中。
稀土金属和盐通常使用昂贵的技术（如质谱法）进行测量，以往的检测方法可能无法使用或过于复杂而无法轻松管理。这款微型光谱仪恰好提供了一种有吸引力且可行的替代方案。
结语在色彩方面，其实很多消费电子产品厂家都在不停的推陈出新，譬如OPPO，笔者最近买了一台紫色平板，家里人无论男女老幼，看了都直呼好看。这也让我第一次吃这个“紫”螃蟹的危险举动放下心来。
好在，苹果没有像以前的圆形HOME“圆形”按键一样申请颜色方面的专利，否则其他大厂估计都不敢用这个颜色，只有果粉才能专享这个“暗紫色”的“苹果紫”了。
光学是一门奇特而有趣的科学，特别是自然界光怪陆离的各种色彩吸引了很多的科研机构以及学者进行研究。对光学/光谱的检测也是一门非常有意思的学问，需要深入了解这方面可以关注作者（微信同名）看最近的光学系列探究。
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