一个Pple以其对设计和制造的执着追求而闻名，其大肆宣传的新款手表也不例外。但具有讽刺意味的是，手表只能通过将错误引入精致的材料中来创造。
Apple最新设备中使用的一种熟悉的材料是硅，所有现代电子产品的基岩。工程师首先必须净化硅，以便少于百亿原子中的少于一个原子是杂质（即，除了硅）。他们使用称为的技术执行此操作区精炼，其中材料逐点熔化，其中杂质收集在移动的熔融区域中，或者通过将硅转化成可以通过蒸馏纯化的化合物中，然后将其分解回纯化的硅。然后将纯硅生长成一个议会它是一种圆柱形晶体，长6英尺(2米)，直径18英寸(45厘米)。除了稀有的杂质和熵的物理限制，球中的每一个原子都精确地相对于它的邻居。这种精确的排列对下一步至关重要:引入仔细控制的杂质原子浓度(称为掺杂物)来调整表面的电性能，从而制造出构成集成电路的半导体器件。这些步骤是在严格管理的制造设施为标志的“兔子套装”,正压和空气净化过滤器，旨在使任何污染（除了所需的污染）远离硅基集成电路。
Apple Watch采用类似的策略，将错误纳入制作不同的材料，一个在小工具世界上不太熟悉的策略。在这种情况下，为了使手表的金属壳更耐用，更耐用。这对于由黄金制成的手表壳体尤其如此，以其纯粹的形式柔软。除了光泽之外，还是将金属瞬间可识别的东西是它的延展性，也就是说，它可以变形而不折断。为了了解苹果的金表是如何制作的，我们需要了解金属是如何弯曲的。
对于稳固的变化，改变其成形的原子，使其上升必须改变它们的相对位置而不会分开。金属的硬度 - 变形的抵抗力 - 是原子彼此移动的难度的函数。在金属中，这种运动发生在一个名为的过程中滑。金属通常是结晶的，原子在箱子中像橙子一样包装在一起。（尽管原子实际上是概率的量子云，但对于研究固体而言，它只是为了将它们视为硬球而有用。）在整齐的行中是脱臼-线性缺陷，即额外的原子排被挤在原本有序的晶体结构中。
想象一个装着20行橙子的箱子在箱子的下半部分，但在箱子的上半部分有21行橙子;在两半之间的连接处，有一排不匹配的位错。因为金属原子之间的结合不受方向的影响，这条额外的原子线提供了一个机会。当原子被推时，通过对物体施加机械力，位错可以移动，因为“额外”原子线与前面的新原子短暂结合，留下完全匹配的原子排在后面。当额外的原子线到达“板条箱”的末端时，堆的整体形状(它的外部形状)就发生了变化。将这个过程乘以数百万，就得到了金属的变形。位错的运动意味着，当位错中的原子找到新的原子结合时，施加机械力会导致物体形状的永久改变。重要的是，任何使错位更难移动的东西都会使金属更难变形，这意味着要施加更大的力才能导致滑移。
硬化金属最著名的策略是合金化。纯金非常柔软，即使很厚的部分也可以用手轻易弯曲，所以用于珠宝的黄金通常是通过添加其他金属来合金的。至于黄色和玫瑰金的苹果手表，这些成分包括银、铜和钯(可能还有其他金属;苹果并没有公开他们的专利产品)。24k金是完全纯净的，而18k金的合金原子约占金属质量的25%(24分之6;从法律上讲，可以少一点，但不能多一点)。这些杂质原子阻碍了位错的移动。如果没有合金原子，位错中的金原子会很高兴地从一排金原子中解脱出来，然后进入下一排金原子。但是在同一个位置上，一个更大或更小的原子会提供一个屏障，使位错很难通过。想想看，让两块光滑的金属相互滑动比让两块凹凸不平的表面滑动要容易得多(不过，原子的峰谷更像是能量上的差异，而不是空间上的差异)。 So alloying makes it harder for dislocations to move, which makes the metal harder.
对金属施加机械力的行为不仅会导致现有的位错移动，还会导致新的位错在金属中萌芽。新的位错会相互碰撞和干扰，任何阻碍位错运动的东西(包括其他位错)都会使金属变得更硬。弯曲金属来获得这种效果叫做加工硬化，你可以通过展开一个纸夹，然后在单点来回弯曲它 - 首先是轻松弯曲的，但随着越来越多的错位会互相互相互相互相困难。因为脱位是有效地只有一个原子厚的线，所以弯曲的纸夹可以包括数百英尺/米的脱臼，与人细胞的核，直径约6微米的核心相同，含有数百英尺/米的脱位含有弦乐在未灭没时，DNA几乎六英尺（两米）。
在苹果手表的例子中，合金黄金被铸造成锭。然后，钢锭被磨成精确的块，然后通过在两个轧辊之间反复传递，每次挤压一点，使钢锭变形成平板，然后再加工成毛坯，并在此过程中使它们硬化。
苹果手表闪闪发光的完美之处来自于其材料中包含了精确控制的缺陷。通过结合几种不同的错误，苹果试图创造出一款接近完美的设备。
你可以观看Apple watch制造的详细视频在这里(请看下面关于手表使用黄金的视频)， 和在这里这是视频中显示的制造过程的更详细分解。
Debbie Chachra.是奥林工程学院的材料科学副教授。
