19世紀(jì)中期第二次工業(yè)革命帶領(lǐng)人們走向了電氣時(shí)代,極大的推進(jìn)了人類(lèi)生產(chǎn)力的發(fā)展,與此同時(shí),無(wú)數(shù)新技術(shù)新發(fā)明不斷涌現(xiàn),徹底改變了人們過(guò)去的生產(chǎn)方式,除生產(chǎn)方式的改變外,通信技術(shù)也在這一時(shí)期開(kāi)始崛起,為迅速傳遞信息提供了前提,也促進(jìn)了全世界經(jīng)濟(jì)、政治、文化的溝通。時(shí)至今日,曾經(jīng)的高新科技已經(jīng)走入到每個(gè)人的生活中,100年前的人們可能很難想象,現(xiàn)在人們已經(jīng)可以通過(guò)手機(jī)這一小小的掌中介質(zhì),即刻聯(lián)通世界。手機(jī)對(duì)于人們的改變是顛覆的,但其實(shí)它存在也只有34年的時(shí)間。
科技的發(fā)展離不開(kāi)技術(shù)的進(jìn)步,而技術(shù)進(jìn)步的本質(zhì)絕大部分是人類(lèi)對(duì)于材質(zhì)的探索,在手機(jī)中,材質(zhì)的變化也顯得尤為重要,從實(shí)體鍵盤(pán)到觸控屏幕的進(jìn)步,也讓手機(jī)迅速成為每個(gè)人必不可缺少的伙伴。但對(duì)于大部分人來(lái)說(shuō),手機(jī)屏幕的進(jìn)化過(guò)程可能就知之甚少了。
一切的開(kāi)端都來(lái)自位于美國(guó)紐約州的康寧,作為一家擁有160多年歷史的美國(guó)企業(yè),全球共超過(guò)70億臺(tái)設(shè)備使用的蓋板玻璃都來(lái)自這里。2007年,手機(jī)形態(tài)開(kāi)始發(fā)生改變,傳統(tǒng)的實(shí)體鍵盤(pán)已經(jīng)不能滿(mǎn)足手機(jī)行業(yè)對(duì)于設(shè)計(jì)的需求,曾經(jīng)的塑料蓋板在耐久性和功能性上都不夠優(yōu)秀,蘋(píng)果創(chuàng)始人喬布斯就找到了康寧公司,希望其可以提供一種堅(jiān)韌耐用同時(shí)能夠滿(mǎn)足觸摸屏需求的玻璃用作新手機(jī)的重要材料,此時(shí)的康寧已經(jīng)在電視機(jī)顯像管、低損耗光纖等領(lǐng)域擁有了極高的市場(chǎng)占有率,雖然手機(jī)行業(yè)是一個(gè)全新市場(chǎng),但是令人驚訝的是,康寧獲悉蘋(píng)果的需求后,拿出的解決方案竟然是來(lái)自于1950年康寧實(shí)驗(yàn)室所保留的一項(xiàng)技術(shù),也就是如今我們所熟知的康寧大猩猩玻璃的最初形態(tài)。
與傳統(tǒng)玻璃不同的是,為了利用硝酸鉀中的鉀離子將玻璃中的鈉離子進(jìn)行置換,康寧通過(guò)將鈉鈣玻璃放置在硝酸鉀溶液中,從而進(jìn)行成離子交換目的。這樣做的結(jié)果就是,擁有了結(jié)構(gòu)更大、化學(xué)特性更加活潑的鉀離子,替換出鈉離子后,從而形成了一層致密的加強(qiáng)壓縮層,同時(shí)也賦予了玻璃更加柔軟、易彎曲、不易斷裂的特性,最終使玻璃獲得更高穩(wěn)定性和更大強(qiáng)度。這樣的原理十分簡(jiǎn)單,操作也并不復(fù)雜,但是由于玻璃的表面的致密特性,在進(jìn)行離子交換時(shí),如果只對(duì)外層的玻璃進(jìn)行交換,所形成的壓縮層厚度是很低的,也并不能過(guò)多提升玻璃本身的強(qiáng)度。面對(duì)這一問(wèn)題康寧卻擁有自己獨(dú)特的工藝,通過(guò)大幅度增加離子交換的進(jìn)度,可以對(duì)玻璃深層的鈉離子進(jìn)行交換,使得壓縮層的厚度獲得了極大的增加,這也是多年來(lái)行業(yè)內(nèi)其他公司知其原理卻難以復(fù)制,康寧一枝獨(dú)秀的主要原因,對(duì)于材質(zhì)的探索康寧一直走在世界前列。
如今康寧大猩猩玻璃已經(jīng)進(jìn)化到第六代產(chǎn)品,相比初代它擁有了更加優(yōu)秀的抗刮擦抗跌落和抗損性。我們這次參觀了位于紐約州的康寧總部,康寧的工作人員展示了有關(guān)于跌落的多種測(cè)試,其中就有模擬現(xiàn)實(shí)生活中手機(jī)跌落于水泥、瀝青等表面時(shí)所呈現(xiàn)的狀態(tài)。康寧第六代大猩猩玻璃可以做到平均可經(jīng)受連續(xù)15次從1米高度到粗糙表面的跌落,之所以將測(cè)試高度設(shè)置成1米是因?yàn)榭祵幫ㄟ^(guò)在對(duì)全球消費(fèi)者進(jìn)行的調(diào)查報(bào)告中發(fā)現(xiàn),人們每年摔落手機(jī)的次數(shù)為7次,這其中有超過(guò)一半的場(chǎng)景都發(fā)生在1米以下的距離,也就是我們掏出手機(jī)或者從桌子上滑落的情況??祵幋笮尚刹A?shí)驗(yàn)的角度從對(duì)于跌落高度的需求轉(zhuǎn)為對(duì)于發(fā)生跌落的高頻次情景下,玻璃的抗摔程度,這樣的改變讓抗摔性能在實(shí)際應(yīng)用中,更具有意義。
(跌落測(cè)試圖)
另一個(gè)極易在生活中發(fā)生的場(chǎng)景則在另一項(xiàng)動(dòng)態(tài)沖擊跌落模擬測(cè)試中進(jìn)行了復(fù)現(xiàn),這種情況就是手機(jī)掉落后,整塊玻璃直接接觸地面的情況。在動(dòng)態(tài)沖擊跌落模擬測(cè)試中,將不同的玻璃分別放置在三臺(tái)不同高度的“鐘擺”儀器上,下方則是條狀的凸起,模擬玻璃局部受到高強(qiáng)度沖擊。實(shí)驗(yàn)中我們看到康寧第五代和第六代大猩猩玻璃在經(jīng)過(guò)動(dòng)態(tài)沖擊后依舊完好無(wú)損,但競(jìng)品玻璃已經(jīng)出現(xiàn)了明顯的裂痕。這一切都得益于上文所提及的加厚壓縮層的技術(shù)。
(動(dòng)態(tài)沖擊跌落模擬測(cè)試圖)
但屏幕作為手機(jī)的重要組成部分,蓋板玻璃僅僅抗刮擦抗摔是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。隨著科技不斷地進(jìn)步,手機(jī)所需要滿(mǎn)足的功能也在不斷地升級(jí),如今的廠商已經(jīng)不滿(mǎn)足于抗刮擦抗摔的需求,隨著全面屏的普及,對(duì)于手機(jī)的重量和薄厚都有著更嚴(yán)格的要求。因此玻璃作為對(duì)屏幕起主要保護(hù)作用的配件帶來(lái)更高的要求。對(duì)于康寧大猩猩玻璃來(lái)說(shuō),在他們的實(shí)驗(yàn)室中已經(jīng)可以做到將目前常見(jiàn)的5.5mm玻璃縮減至0.65mm厚度,康寧表示在技術(shù)上廠商對(duì)于屏幕的厚度需求已經(jīng)可以滿(mǎn)足,只不過(guò)這樣極薄的玻璃目前并沒(méi)有找到合適的商用場(chǎng)景,客戶(hù)也暫時(shí)還不需要這樣的產(chǎn)品,但是對(duì)于康寧自身來(lái)說(shuō),更早的進(jìn)行技術(shù)研發(fā)和儲(chǔ)備是十分必要的。
這也影響著康寧與客戶(hù)之間的合作模式,大部分的時(shí)候康寧并不會(huì)主動(dòng)地去向客戶(hù)推動(dòng)某種技術(shù),更多是在聽(tīng)取客戶(hù)需求和意見(jiàn)后找到符合用戶(hù)期望的產(chǎn)品解決方案。比如現(xiàn)在很多手機(jī)的外屏玻璃都是曲面設(shè)計(jì)甚至包裹了手機(jī)邊緣,這樣對(duì)于玻璃的邊緣強(qiáng)度就有了更高的要求。為了獲取更精確的樣本數(shù)據(jù),康寧的破碎玻璃研究人員會(huì)透過(guò)顯微鏡去觀察破碎后的玻璃在結(jié)構(gòu)上的變化,從而促進(jìn)技術(shù)的修整,同時(shí)還可以向客戶(hù)提供多種解決方案,據(jù)了解,同一設(shè)計(jì)的手機(jī)型號(hào)至少需要50個(gè)以上甚至更多的玻璃破碎樣本數(shù)量,才能幫助客戶(hù)了解自己的產(chǎn)品從而做出設(shè)計(jì)上的改進(jìn)。這樣康寧與客戶(hù)之間的關(guān)系就形成了一個(gè)正向的反哺,實(shí)現(xiàn)相互促進(jìn)。就現(xiàn)階段來(lái)說(shuō),5G是業(yè)內(nèi)的最大熱點(diǎn),而5G對(duì)于手機(jī)的設(shè)計(jì)要求也有著前所未有的挑戰(zhàn),康寧表示5G時(shí)代對(duì)于手機(jī)玻璃的需求主要來(lái)自于信號(hào)阻隔和省電方面的更高要求,康寧大猩猩玻璃可以做到對(duì)于5G信號(hào)沒(méi)有任何阻擋,這不僅僅是在手機(jī)上,在汽車(chē)、樓宇中的應(yīng)用也是具有很大優(yōu)勢(shì)。另外5G手機(jī)的功耗也是廠商們十分關(guān)注的問(wèn)題,在目前電池技術(shù)沒(méi)有飛躍的前提下,玻璃如何幫助手機(jī)屏幕更省電,這就要從玻璃的抗炫光性入手,在陽(yáng)光下的可閱讀性可以幫助手機(jī)更好的節(jié)省電能。
(玻璃碎片顯微鏡圖)
目前,康寧大玻璃在全球手機(jī)行業(yè)內(nèi)就擁有超過(guò)45家合作企業(yè),用戶(hù)的需求是驅(qū)動(dòng)康寧大玻璃進(jìn)化的主要?jiǎng)右?,但大多?shù)時(shí)間里康寧所要做的就是從現(xiàn)有的技術(shù)儲(chǔ)備中尋找最合適的方案,因?yàn)閷?duì)于未來(lái)康寧有著自己更超前的認(rèn)知。如果你有機(jī)會(huì)參觀康寧總部,你會(huì)看到很多令人驚艷的玻璃,比如Vibrant Gorilla Glass通過(guò)康寧專(zhuān)有的打印技術(shù)可以在大猩猩玻璃上呈現(xiàn)不同的色彩甚至漸變色,甚至配合表面的處理可以讓玻璃產(chǎn)生諸如木質(zhì)、金屬、蛇皮等不同的材質(zhì)觸感。另外還有些正在研發(fā)中的熒光玻璃可以在不同光譜下可以呈現(xiàn)出不同的色彩。你一定很期待它們將如何應(yīng)用在我們的生活中,從而改變我們的未來(lái)。
對(duì)于下一代康寧大猩猩玻璃,康寧表示除了目前所具備的抗刮擦和抗摔特性以外,還會(huì)兼顧到光學(xué)性能。去年康寧發(fā)布了一項(xiàng)全新的技術(shù),也就是大猩猩玻璃DX和大猩猩玻璃DX+。這兩項(xiàng)產(chǎn)品可以增強(qiáng)設(shè)備屏幕的可視性,前表面反射率相較普通玻璃降低約75%,在顯示屏亮度一致的情況下,其對(duì)比度也有約50%的提升,這些光學(xué)性能方面的改進(jìn)有助于電池使用壽命的延長(zhǎng)。同時(shí)具備與大猩猩玻璃相當(dāng)?shù)膬?yōu)異抗刮擦性能。
作為一家超過(guò)百年歷史的企業(yè),康寧所擁有的技術(shù)儲(chǔ)備是其他企業(yè)難以企及的優(yōu)勢(shì),而作為目前世界上最為廣泛使用的手機(jī)蓋板玻璃配件,康寧大猩猩玻璃也占據(jù)著絕對(duì)霸主的地位。更可喜的是,我們看到的是這樣一家企業(yè)依舊秉承著百年以前的信條。對(duì)于新技術(shù)的探索,對(duì)于玻璃材質(zhì)的執(zhí)著,對(duì)于未來(lái),新形態(tài)的大猩猩玻璃都已做好十足的準(zhǔn)備,甚至穿越時(shí)空的桎梏,讓未來(lái)更快的呈現(xiàn)于人們眼前。
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