智能手機(jī)玻璃背后的技術(shù)

【中玻網(wǎng)】很多人都將焦點(diǎn)放在智能手機(jī)的屏幕上，比如屏幕分辨率、屏幕大小、屏幕材質(zhì)、屏幕色彩以及屏幕亮度等等。而罩在屏幕外面的那一層保護(hù)玻璃得到的關(guān)注相對少一些，現(xiàn)在，我們是時候來了解女性旁邊的護(hù)花使者了。
　　
　　鋼化玻璃
　　
　　每年用戶用于修正破碎屏幕的費(fèi)用大約10億美元，還有一部分用戶選擇繼續(xù)忍受碎裂的屏幕。2014年的大部分旗艦高等機(jī)均采用第三代康寧大猩猩玻璃作為屏幕防護(hù)，它也是鋼化玻璃的一種。鋼化玻璃是多道熱力和化學(xué)加工過程的結(jié)果，因此較普通玻璃更加堅固。
　　
　　如果你在顯微鏡下觀察一塊玻璃，那么你將會發(fā)現(xiàn)上面擁有許多細(xì)小的瑕疵和微小的裂痕。這些微小的裂痕容易造成屏幕破裂。比如說，只要在玻璃上施加足夠的力量，這些原本的細(xì)小的裂痕將會擴(kuò)大，較終造成整塊玻璃碎裂。
　　
　　請你想象一下，你現(xiàn)在有兩張紙，一張紙完好無損，另一張紙中間有一條小裂縫，后者輕輕一撕就被撕壞。現(xiàn)在，你接著想象，如果小裂縫出現(xiàn)在紙張的邊緣，那么這張紙會更加容易被撕壞。也就是說，壓力更容易在邊緣和尖銳的邊角起作用。這就是為什么工匠制作窗戶時偏向于打造圓潤的邊角。
　　
　　普通玻璃其實(shí)存在這許多細(xì)小的瑕疵和裂縫，鋼化玻璃通過多種不同技術(shù)將這些裂縫縫合。
　　
　　康寧大猩猩玻璃是鋼化玻璃的一種，屬于鋁硅酸鹽玻璃，是智能手機(jī)較常用玻璃，比如GalaxyS5、HTCOneM8以及iPhone均采用康寧大猩猩玻璃。熱制力在玻璃外部產(chǎn)生壓縮力，迫使屏幕上的細(xì)小縫隙緊密結(jié)合，增強(qiáng)了大猩猩玻璃的堅固性。除了熱制力之外，大猩猩玻璃還經(jīng)過一道名為離子交換的化學(xué)過程，這道工序也能夠增強(qiáng)玻璃堅固度。
　　
　　這種玻璃中包含許多生產(chǎn)過程中的鈉，當(dāng)玻璃浸泡在熱融鉀中時，鉀離子會融進(jìn)玻璃中，取代鈉離子的位置。鉀離子大于鈉離子，這將會對玻璃表面產(chǎn)生壓力，就像回火處理一樣，讓玻璃變堅固。
　　
　　鋼化玻璃十分堅固，第三代康寧大猩猩玻璃比大部分金屬堅硬，有可能是手機(jī)表面較為堅固的地方。當(dāng)用戶將手機(jī)與鑰匙放在統(tǒng)一口袋中，屏幕不會被鑰匙刮花，但手機(jī)背部會留下痕跡。
　　
　　接下來我們看看大猩猩玻璃的技術(shù)指標(biāo)，不同級別描述不同硬度：
　　
　　楊格系數(shù)：材料的彈性，系數(shù)越高硬度越高，不過副作用是增加了材料的脆性。
　　
　　泊松比：材料在單向受拉或受壓時，橫向正應(yīng)變與軸向正應(yīng)變的值的比值。想象經(jīng)過拉伸的泡泡糖，中間會變得越來越薄。
　　
　　剪切模量：材料對修剪的反應(yīng)，這是防止裂縫形成的一個重要因素。
　　
　　斷裂韌性：衡量材料對裂紋擴(kuò)展的阻力。
　　
　　我們將康寧大猩猩玻璃3與較新發(fā)布的康寧大猩猩玻璃4對比后發(fā)現(xiàn)，第四代的楊格系數(shù)變低，這也意味著第四代玻璃的脆度降低。
　　
　　不過，我們也發(fā)現(xiàn)在化工堅固方面，第四代厚度層增加，從40µm增加到90µm，這意味著第四代大猩猩玻璃的防破碎和防裂紋擴(kuò)展能力得到了增強(qiáng)。下圖為第三代和第四代康寧玻璃的抗損壞能力對比：

　　不過，如果你使用屏幕保護(hù)膜，兩者之間的差別會變小，因為屏幕保護(hù)膜會分散壓力，避免壓力集中在一個點(diǎn)造成玻璃損壞。無論人們怎樣通過技術(shù)來強(qiáng)化玻璃堅固性，但都無法讓玻璃天生的缺點(diǎn)消失，這就是為什么一些手機(jī)廠商開始將目光投向了其他材料，比如藍(lán)寶石。