Katteklaasi materjalid: mis läheb teie telefoni ekraanile

Vaadake täna mis tahes telefoni, tahvelarvutit või ekraani. Ülemist kihti, mida puudutate, nimetatakse katteklaasiks. Tööstuses kutsutakse seda lihtsalt CG-ks või katteobjektiiviks. See asub otse kuvamooduli ülaosas. Selle töö on lihtne. Kaitske selle all olevat ekraani. Ja kui servade ümber on veidi prinditud tinti, muutke seadmel hea väljanägemine.

 

Katteklaas ei ole alati klaas. Mõnikord on see plastikust. PC, PMMA või nende kombinatsioon. Kuid enamikus telefonides ja väiksemates ekraanides on klaas standard. Just nii see turg arenes.

 

Millest see klaasitükk siis tegelikult tehtud on? Teeme selle laiali.

 

Tooraine segu

Klaas saab alguse toorainete segust. Katteklaasi peamised koostisosad on ränidioksiid, alumiiniumoksiid, kaltsiumoksiid, naatriumoksiid, liitiumoksiid, kaaliumoksiid ja magneesiumoksiid. Esimesed neli moodustavad suurema osa kaalust. Need moodustavad vundamendi.

Koos loovad nad nn silikaatklaasi. Ränidioksiid ehitab struktuuri. Teised oksiidid aitavad alandada sulamistemperatuuri ja kujundada klaasi lõplikke omadusi.

Iga koostisosa selles segus on oluline. Muutke retsepti ja muudate klaasi toimimist. Mehaaniliselt, termiliselt, optiliselt. See muudab ka seda, kui raske on seda valmistada ja kui palju see maksab. Klaasitootjad kulutavad aastaid selle tasakaalu täpsustamiseks.

Vaatame ükshaaval läbi peamised koostisosad.

 

Ränidioksiid

See on selgroog. See moodustab võrgustiku, mis hoiab klaasi koos. Mõelge sellele kui maja raamile. See ühendub ühikutes, mida nimetatakse ränitetraeedriks. Need ühendused annavad klaasile põhilise tugevuse ja stabiilsuse.

Rohkem ränidioksiidi tähendab kõvemat klaasi. Parem keemiline vastupidavus. Parem termiline stabiilsus. Kuid te ei saa liiga kõrgele tõusta, vastasel juhul muutub klaasi sulamine ja vormimine raskeks.

Naatriumklaasis on ränidioksiid tavaliselt 60–75 protsenti. Alumosilikaatklaasis on see pisut madalam, tavaliselt 52–63 protsenti.

 

Alumiiniumoksiid

Lisage alumiiniumoksiidi ja asjad muutuvad. See parandab keemilist stabiilsust. See tähendab, et klaas talub paremini happeid ja aluseid. Sellised asjad nagu naatriumhüdroksiid, vesinikkloriidhape, mingil määral isegi vesinikfluoriidhape. Samuti suurendab see mehaanilist tugevust. Suurem survetugevus, suurem tõmbetugevus. Klaas lihtsalt peab pinge all paremini vastu.

Alumiiniumoksiid mõjutab ka soojuspaisumist. See vähendab paisumiskiirust, mis muudab klaasi keemilise tugevdamise ajal stabiilsemaks. Vähem koolutamist, vähem mõõtmete muutust.

Alumiiniumoksiidi kogus määrab tegelikult, millist klaasi teil on. Madal alumiinium, keskmine alumiinium, kõrge alumiinium, ülikõrge alumiinium. Mida rohkem lisate kuni teatud punktini, seda tugevamaks klaas muutub.

Madala kuni keskmise alumiiniumi klaasis, mis on sisuliselt lubi, on alumiiniumoksiidi umbes 5–13 protsenti. Kõrge alumiiniumisisaldusega klaasis ulatub see 13–24 protsendini.

 

Kaltsiumoksiid

Kaltsiumoksiid aitab sulamisel kaasa aidata. See alandab partii sulatamiseks vajalikku temperatuuri ja hõlbustab klaasi voolamist vormimise ajal. Samuti aitab see kaasa keemilisele stabiilsusele ja mehaanilisele tugevusele.

Naatriumlubjaklaasis on kaltsiumoksiidi tavaliselt 5–12 protsenti. Alumosilikaatklaasis on see madalam, tavaliselt 1–5 protsenti. Kaks põhjust selleks. Esiteks, kõrgekvaliteedilistes optilistes rakendustes võib kaltsiumoksiid häirida valguse läbilaskvust, nii et hoiate seda madalal tasemel. Teiseks teeb alumiiniumoksiid alumiiniumsilikaatklaasis juba suure osa sellest, mida kaltsiumoksiid teeks. Nii et vajate vähem.

 

Naatriumoksiid

See on keemilise tugevdamise jaoks kriitiline. See on ioonivahetusprotsessi peamine osaline. Klaasis olevad naatriumiioonid vahetuvad suuremate soolavanni kaaliumiioonidega. See vahetus surub pinna kokku ja muudab klaasi tugevamaks.

Naatriumoksiid aitab ka sulamisel. See vähendab viskoossust, nii et klaas voolab madalamatel temperatuuridel kergemini. See muudab valmistamise lihtsamaks.

Kuid on kompromiss. Liiga palju naatriumoksiidi ja hakkate kaotama mehaanilist tugevust ja termilist stabiilsust. Nii et hoiate seda vahemikus.

Naatriumoksiidi klaasis on naatriumoksiidi tavaliselt 10–18 protsenti. Alumosilikaatklaasis on see madalam, rohkem nagu 0 kuni 5 protsenti.

 

Muud koostisosad

On ka teisi. Liitiumoksiid, kaaliumoksiid, magneesiumoksiid, booroksiid. Igaüks mängib oma rolli. Liitium aitab kaasa ioonivahetusele ja võimaldab tugevdada madalamal temperatuuril. Kaalium lisab tugevdavale kihile sügavust. Magneesium parandab kõvadust ja stabiilsust. Boor aitab parandada soojuslöögikindlust ja elektrilisi omadusi.

 

Takeaway

Katteklaas näeb välja lihtne. Õhuke läbipaistev leht. Kuid see, mis sellesse läheb, on hoolikalt tasakaalustatud materjalide segu. Igal koostisosal on oma ülesanne. Vahetage ükskõik milline ja klaas muutub koos sellega. Tugevus, selgus, kui hästi see tugevneb, kui lihtne on seda teha. Kõik tuleb tagasi selle retsepti juurde.