虽然搭载超瓷晶的苹果系列产品在已发布,业界对该“玻璃”材料有了更多的认识与了解。
超瓷晶属于微晶玻璃(Glass Ceramic),俗称玻璃水晶或者陶瓷玻璃。然而,超瓷晶是可以实现硬度和耐摔的双重表现的,但要实现超薄以及高透光性却并不容易。
因此,本文通过汇聚一些行业人士的专业认知与分享,再次探讨苹果超瓷晶(Ceramic Shield)的优越性能,以及技术难点。
什么是超瓷晶(Ceramic Shield)?
超瓷晶玻璃是一种特殊的玻璃陶瓷(glass ceramic)。
玻璃陶瓷是一种玻璃经过加热处理后形成的韧性更好的玻璃材质,因为玻璃是非晶体而将其加热后部分非晶体变成晶体,变得跟陶瓷的结构相近,因此被
叫做
玻璃陶瓷。
因为晶体材料的机械性能更好,所以玻璃陶瓷也就比玻璃强度更好。
其实,玻璃陶瓷最早是由康宁的工程师Donald Stookey在1952年偶然发明的,后面变成了康宁的主打产品之一。
既然,这种材料早就被发明出来,为什么没有被用在手机或者其他电子设备的面板上呢?反而另外开发了大猩猩玻璃呢?
原因很简单,玻璃陶瓷因为高温产生的长链晶体让其机械性能显著提高,但其透光性能会变差,很多玻璃陶瓷是半透明甚至不透明的(看起来跟陶瓷一样),用在面板上也就
不现实了
。
根据苹果公司官网(中国大陆)介绍:“它全新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。” 根据这一描述可以判断,该超瓷晶面板实际就是微晶玻璃,英文名字叫“ceramic-glass”。
其实,对于学材料的人来说,微晶玻璃并不陌生;而对于普通人来讲,大家也都见到过微晶玻璃。例如,打火灶或电磁炉上的玻璃面板,就是微晶玻璃。只不过,这些产品对微晶玻璃透光度的要求没有那么高,仅要求较高的机械强度和和较好的耐污性。
那么,微晶玻璃又是什么呢?根据新材料概论的表述,微晶玻璃是指在一定温度制度下进行晶化热处理,在玻璃内均匀地析出大量的微小晶体,形成致密的微晶相和玻璃相的多相复合体。通过控制微晶的种类数量、尺寸大小等,可以获得透明微晶玻璃、膨胀系数为零的微晶玻璃、表面强化微晶玻璃、不同色彩或可切削微晶玻璃。
简单来说,就是在玻璃内长出微、纳米尺度的结晶相(晶体)。我们知道,玻璃是无定型的,非结晶相的,在无定型的玻璃中,长出结晶相,控制好晶粒大小,即为微晶玻璃。
大家都知道,玻璃陶瓷的透光性取决于其晶体尺寸与光波长的关系(晶体尺寸小于光波长时,透光性好,晶体尺寸越长,透光性越差)。
如果想要透光性好强度又高的玻璃陶瓷,控制晶体的尺寸就很关键。根据苹果自己描述Ceramic Sheild(超瓷晶玻璃):它们创造了纳米尺度的晶体,同时控制了晶体的种类和数量。因此,在强度和透光性上找到了想要的平衡点之后,超瓷晶(Ceramic Shield)玻璃也就被开发出来了。