小米龙晶玻璃10倍耐摔!国产玻璃们到底有多“卷”?

材料内参 2023-11-03
2727 字丨阅读本文需 7 分钟

上周,小米在新品发布会上推出的小米14pro上搭载了一款全新的屏幕保护玻璃——龙晶玻璃。对于这款玻璃,小米集团总裁卢伟冰甚至称其为“迄今为止最坚固的玻璃”,维氏硬度达到了860,比普通玻璃耐摔10倍!对此,有些网友们不禁好奇,这款龙晶玻璃究竟是小米在自吹自擂,还是真的具备一些特殊的黑科技?

“龙晶玻璃采用了全新的工艺并借鉴了陶瓷的构成原理,让玻璃内部的亿万颗纳米级晶体牢牢互锁住,当玻璃的某一处区域受到冲击时,其他的结晶能够有效缓解这股来自外界的冲击力,从而阻断裂纹的扩散。”根据小米官方的这段介绍其实不难判断,龙晶玻璃与此前华为Mate50系列搭载的昆仑玻璃、苹果iphone14搭载的超瓷晶玻璃一样,都是一个概念性的名称,其本质上是一种纳米微晶玻璃,确实具有韧性高、耐摔等性能。至于这几种微晶玻璃的区别,或许是在生产原材料、晶粒大小和化学强化手段上存在些许差异。

01

微晶玻璃为何抗摔?

普通玻璃易碎的原因在于其内部的原子排列没有规则,晶粒结合得不紧密,内部的微裂纹易扩展。要使得其具备耐摔的性能,就需要抑制其微裂纹的扩展,通常通过添加一些材料或者溶液增加玻璃的强度。微晶玻璃的制备是在熔炼的前体玻璃里加晶核剂,使玻璃基质中均匀生长出高硬度的细小晶粒,形成玻璃相和微晶相的多相复合体,裂纹在扩展时,如果碰到这些细小晶粒则会产生偏转现象,使得裂纹扩展的路径变长,达到抑制微裂纹扩展的目的。一般来说,晶粒越小,晶粒含量越高,裂纹扩展路径越长,微晶玻璃整体强度也越优。

普通玻璃(a)、微晶玻璃(b)、陶瓷(c)的微观结构区别

据了解,小米龙晶玻璃、华为的龙晶玻璃等除了采用微晶玻璃,后续还对其进行了化学强化处理,不同于我们耳熟能详的“物理钢化法”,化学强化是利用离子交换的方法,将玻璃放置于大体积离子的熔盐中进行盐浴,大体积离子会替换玻璃表面的小体积离子,使得玻璃表面形成一层压应力层,内部形成拉应力,最终得到远超普通玻璃的硬度和耐刮擦性能。

02

微晶玻璃的材料选择

了解完微晶玻璃的制备工艺及强化手段,再来看看其原材料的选择。微晶玻璃有多种体系,从小米和华为的官方信息来看,这两者的微晶玻璃均是建立锂铝硅(LAS,Li2O-Al2O3-SiO2)体系上,这也是目前应用最深入和广泛的微晶玻璃类型,具有强度高、热膨胀系数低、良好的机械性能、抗热震性以及化学稳定性好等优点,在精密光学、航空航天和微电子等领域中都有所应用。

SiO2是玻璃的组成成分,在锂铝硅微晶玻璃体系中,主要作为微晶前体玻璃的网络形成体,可用于稳定玻璃的网络结构,其浓度足够高时有助于形成高透明度、高强度的锂长石固溶体相。而Al2O3是网络形成体,其形成的铝氧四面体和硅氧四面体互穿成网状结构,通过增加其含量可以降低玻璃的结晶倾向,提高热稳定性、化学稳定性、机械强度和硬度。作为体系中唯一的离子化合物,Li2O主要提供锂离子,方便后续化学强化时进行离子交换,同时其含量的增加还可降低玻璃的黏度,加速玻璃的熔化,提高成形性能,但锂铝硅体系在前体玻璃中易析出杂质晶体,使微晶玻璃的机械性质、光学性质、热稳定性等一系列性质变差,并造成外观上的缺陷。所以微晶玻璃体系中加入晶核剂,增加基础玻璃在成形过程中析晶的难度。

例如,龙晶玻璃就在LAS体系中加入了P2O5(五氧化二磷)、ZrO2(氧化锆)、Na2O(氧化钠)等成分。其中,P2O5可有助于形成二硅酸锂晶相,二硅酸锂具有无规则取向的互锁晶体微晶结构,可以使裂纹偏转和裂纹尖端钝化,从而阻止裂纹扩展,提高微晶玻璃固有的机械强度和断裂韧性。Na2O则主要提供Na离子,作为化学强化过程中与微晶玻璃进行离子交换的熔盐。另外,手机面板除了需要高强度和硬度外,还需要具备高透性,ZrO2就是通过在形成过程中显著降低玻璃失透以及液相线温度,从而降低锂长石固溶体晶粒尺寸,最终提高其透明度。

03

小米龙晶、华为昆仑、苹果超晶瓷玻璃谁更坚不可摧?

小米14 Pro首次推出了龙晶玻璃,相比于华为的昆仑玻璃和苹果的超晶瓷玻璃,而我们自然免不了要问:它究竟有多坚硬?哪一个才是硬度之争的最终胜者?

卢伟冰在微博上分享了这一信息,他写道:“小米龙晶玻璃,迄今为止最坚固的玻璃,是不是Surprise?”

从官方公布的数据来看,目前几个主流手机玻璃的维氏硬度参数如下:

小米龙晶(860 HV0.025)

华为昆仑2代(830 HV0.025)

苹果超晶瓷(814 HV0.025)

康宁大猩猩玻璃Victus2(670 HV0.025)

这里的HV表示维氏硬度,前面的数值表示硬度值,后面则是试验力。这个试验力值保持的时间不是通常的10-15秒,因此需要在试验力值后标注保持时间。

举例来说,600HV30/20代表采用30千克力的试验力,保持20秒,得到的硬度值为600。

根据官方数据,小米龙晶玻璃的抗跌落性能提升了整整10倍,而耐刮性能也提高了1.32倍。

所以,硬度之争的胜者似乎已经出炉,小米的龙晶玻璃凭借其创新的制造工艺和强化技术,成为了当前手机屏幕保护的翘楚。

04

一块小小的玻璃

背后的力量可不小

那么问题来了,为啥这两年手机厂商们都开始心照不宣地研发抗摔玻璃呢?其实这与手机市场的整体环境分不开关系,现在的智能手机早已进入瓶颈期,像什么处理器、屏幕、电池、充电、影像基本都是大差不差,可以说没有什么太大的新意,也导致消费者没有想法去换新机器,这并不利于整个手机市场的发展。

所以市场还是消费者都需要一些新鲜的东西来激起购买欲,而之前一直被厂商们忽视的屏幕玻璃就成了新的发力点。当手机厂商们看到华为的昆仑玻璃在市场上大获成功后,也是纷纷拿出了自家的抗摔玻璃,虽说听起来有些跟风的意味,但不可否认的是我们之后拿到的手机会越来越好,产品力越来越足。

搭载一块高强度耐摔玻璃已经是手机行业的大势所趋,这一切背后都是国产厂商在技术侧的研发和深耕,而作为消费者,我们有必要为好产品买单的——这才是核心逻辑。

当然,手机厂商们愿意在这块小小的玻璃上投入大资金,除了市场的因素外,还有两个要点也是推动国产抗摔玻璃发展的原因:

一是有利于消费者,随着手机屏幕参数的不断进步,其维修成本也越来越高,就以小米13 Ultra为例,官方给出的换屏价为1160元,这可不是一笔小数目,何况维修后的手机会影响二手价格,这么看来,手机厂商们费心费力地搞防摔玻璃,省钱的还是我们消费者。

事实上,智能手机从诞生起,提高抗摔性的本就是其必然的发展趋势。值得一提的是,大多数厂商并不针对这种玻璃进行额外收费,它们应该没有从中获得多少商业利益,更多的好处是让消费者占了。

二则是能进一步降低手机物料成本,在昆仑玻璃未面世前,几乎市面上所有的手机使用的都是康宁大猩猩玻璃,作为市面上为数不多能满足手机厂商需求的企业,康宁大猩猩玻璃的价格也是水涨船高,但无奈这个看似微不足道的玻璃加工工艺,国产玻璃厂商却做不出一款「出色」的屏幕玻璃,可以说是一项被卡脖子的技术。

毫无疑问,在手机玻璃面板领域,无论是技术实力还是市场占有率而言,康宁都占据了绝对统治地位。但到了2020年,华为携手国内厂商鑫景特推出了昆仑玻璃,小米龙晶玻璃也是基于昆仑玻璃的原理进行优化升级的,虽说早期的昆仑玻璃在耐摔性上貌似没能达到消费者对它的期望,但极高的热度让越来越多的相关厂商愿意进入到这个市场开始研发。

也正因如此我们在近两年见到越来越多的国产抗摔玻璃,相信之后的OPPO、vivo也会陆续推出属于自家的抗摔玻璃,而作为消费者的我们,只需要等待「享福」就完事。

文章来源: 雷科技, 粉体圈, 哎呀我疯

免责声明:凡注明来源本网的所有作品,均为本网合法拥有版权或有权使用的作品,欢迎转载,注明出处本网。非本网作品均来自其他媒体,转载目的在于传递更多信息,并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责。如您发现有任何侵权内容,请依照下方联系方式进行沟通,我们将第一时间进行处理。

0赞 好资讯,需要你的鼓励
来自:材料内参
0

参与评论

登录后参与讨论 0/1000

为你推荐

加载中...