алюмосиликатное стекло что это

Тет-а-тет. Наталья Тимофеева про рынок защитных стекол и технологии

Идея этой беседы родилась по нескольким причинам. Главным побудительным мотивом стала фраза, оброненная одним из наших читателей, что продавцы стекол очень жадные, и на Aliexpress продают ровно то же самое, но за доллар. Поразило меня в этой фразе только то, что человек купил смартфон за 70 тысяч рублей и дальше самостоятельно наклеил стекло за доллар, которое явно портит характеристики экрана. Во всяком случае мне так казалось и захотелось выяснить это из первых рук. Выбор Натальи Тимофеевой из Deppa, не был случаен, так как Наташа погружена не просто в рынок стекол, а досконально знает, как устроены технологии, как работает производство, какие составы используются. Одним словом, эксперт в этом вопросе. Моя позиция до разговора была простой, что я не использую стекла. Но уже в процессе общения поймал себя на мысли, что руки чешутся установить стекло, так как мне впервые доступно объяснили все аспекты этого аксессуара. Надеюсь, что и вам наш разговор пригодится. Поехали!

ЭМ. Люди не разбираются в аксессуарах, например, для защитных стекол они знают о шкале твердости, но нет никаких брендов, которые они могут вспомнить. Фактически любое стекло низкого качества можно красиво упаковать и оно будет считаться “качественным”. Что вы делаете для того, чтобы отличаться?

ЭМ. Но цена при этом отличается от Corning или Schott?

НТ. У стекол намного больше характеристик, и баланс, о котором ты говоришь, условен, в алюмосиликатных стеклах как раз можно реализовать и тот и другой фактор, стекло будет как стойким к ударам, так и к царапинам. Говоря про характеристики, надо помнить, что для стекла важна прозрачность, уровень преломления, это критически влияет на свойства стекла для потребителя. К сожалению, об этом задумываются далеко не все производители, тем более, что тут важен уровень производства и то, как создается стекло. Например, выбирая алюмосиликатное сырье, сразу встает вопрос уровня механизации на производстве. Важно уметь его правильно обработать.

ЭМ. Как это выглядит на практике? Вы покупаете субстрат для изготовления стекла? Вы покупаете стекло? Как это работает?

НТ. Мы работаем с поставщиками, что предоставляют нам стекло. Поэтому мы выбрали определенный бренд алюмосиликатного стекла и проводим двойную проверку на предмет соответствия нашему уровню качества сырья. Далее с готовым материалом мы и работаем, зная, что завод имеет все необходимые инструменты.

ЭМ. То есть из листа стекла нарезаются уже отдельные стекла?

НТ. Да. Но еще очень важен процесс закалки для того, чтобы повысить прочность стекла, чтобы обеспечить армирующие свойства. Тут важно не только время, но и то оборудование, на которых это происходит. Всегда есть возможность делать закалку на недорогих станках среднего уровня. Но тогда это повлияет на качество стекла и заметить это можно только, когда начнешь его использовать. Определить это на глаз невозможно, этого не видно. На рынке сегодня засилье дешевых стекол, но они не обладают заявленными защитными характеристикам, не соблюдается технологический процесс. Самое дешевое стекло – кварцевое, оно подвергается минимальному процессу закалки и здесь легко это заметить при повседневной носке. И если человек не готов жертвовать комфортностью использования смартфона, на который он потратился, то стоит этот фактор учитывать.

ЭМ. Еще в СССР, давным-давно моя бабушка и ее подруги проверяли кожзам и кожу, поджигая одну ниточку и сравнивая запах, а как проверить стекло?

НТ. Очень важный вопрос, на рынке огромное многообразие стекол и нужно понимать, что вам поможет в них разобраться. Первое, на что стоит обратить внимание, это информация, предоставленная на упаковке. К сожалению, культура предоставления технической информации только в процессе становления. Ряд компаний стараются предлагать максимум информации, также как и мы, но нас можно пересчитать по пальцам одной руки.

Например, мы информируем конечного потребителя, какое олеофобное покрытие используем, какой адгезивный клеевой состав используем. Важно обратить внимание на тип стекла.

Также важно учитывать корректность молда – это второй ключевой момент. Важно, как в стекле реализованы технические отверстия и вырезы, как они соотносятся с датчиками, динамиком и камерой смартфона.

ЭМ. Подожди, пожалуйста, пока мы не ушли в дебри, давай проговорим, как устроено производство, как выглядит стекло, что с ним делают. Без понимания этого говорить про крой будет сложно.

ЭМ. Отлично, вы купили сырье, из него сделали лист, и он приехал на завод. Вы сразу начинаете его нарезать?

НТ. Нет, вначале мы моем лист. Процесс очистки крайне важен. Резка происходит после этого, причем нарезается большой брусок на мелкие пластины, с ними удобнее работать.

Нарезка может происходить фрезой или лазером, в зависимости от типа стекла выбирается тот или иной способ. Но это не критично. Важно, что на следующем этапе нарезанные пластины подвергаются проверке, чтобы исключить брак сырья, наличие примесей. Такая проверка проводится компьютерами, человек с ней справится не может, нельзя просто посмотреть на пластины и увидеть их качество. В сырье могут быть мелкие пузырьки, человек их не увидит, а машина это сделает.

Основной блок, когда мы создаем стекло требует разного оборудования в зависимости от формы стекла, будет ли оно обычным или изогнутым 3D. Из нарезанного стекла вырезается форма, соответствующая конечному стеклу. В зависимости от того, какое это стекло, ему могут придать изгиб. Далее нужно закалить стекло. Потом его моют и наносят олеофобное покрытие.

С олеофобным покрытием не все так просто, как кажется, тут также есть разные составы- американские, корейские, японские и китайские.

ЭМ. Стоп. Ты сейчас создашь фобии, ведь человек не может лизнуть экран, чтобы понять насколько это качественное покрытие, как проверить это в реальной жизни?

Второй фактор, который стоит учитывать в олеофобном покрытии, это его концентрация. Состав может быть хорошим, качественным, но концентрации будет недостаточно, и тогда олеофобное покрытие окажется не таким, как ожидается.

Для того, чтобы качественно нанести олеофобное покрытие, процесс закалки должен быть технически совершенным. Когда мы встречаем на рынке стекла с отсутствующим олеофобным покрытием, это сразу наводит нас на мысль, что вероятнее всего процесс закалки был технически слабым.

Самым дешевым и устаревшим способом является нанесение состава специальными «щетками». В низком ценовом сегменте это самая распространенная технология, но он отличается самым низким уровнем олеофобного слоя. Про качество тут говорить не приходится, это весьма условное наличие олеофобного слоя, он исчезает крайне быстро.

НТ. Написать действительно можно все, что угодно. И тут отличие в том, у кого вы покупаете, что это за компания. Одно дело неизвестный производитель с Aliexpress и вера человека, что он купил ровно то же самое, но очень дешево. Другое дело, если вас обманет крупный производитель, для него это репутационные риски.

ЭМ. Может сложиться обманчивое впечатление, что изогнутые экраны прочнее плоских, но это ведь не так.

ЭМ. Про обманчивое впечатление простоты, ведь стекло тоже выглядит не так просто, а состоит из нескольких слоев, не так ли?

НТ. Сверху у стекла идет олеофобное покрытие, это также слой. Дальше идет само стекло, которое задает параметры прочности, затем армирующая пленка.

ЭМ. Для кого-то наличие пленки станет сенсацией, ведь это слово ассоциируется с обычными пленками, что продают для защиты экранов. У них есть какие-то плюсы?

НТ. Не стоит путать армирующую пленку в составе защитного стекла с защитными PET и TPU пленками. Это разные вещи.

Если мы переходим к теме защитных пленок, то у них есть однозначный плюс в аспекте толщины, это комфорт использования. Но когда мы говорим о таких пленках тут нет надежной защиты, это даже нельзя назвать компромиссом. Наклеивать пленку сложнее, чем стекло. По большому счету пленка защищает только от неглубоких царапин.

ЭМ. Вернемся к слоям.

НТ. За армирующей пленкой идет адгезивный слой или силиконовое покрытие. Если мы говорим про 3D-стекло, то клеевой состав часто нанесен по периметру, не по всей поверхности стекла. Когда стекло имеет клей по всей поверхности, это легко определить, посмотрев на просвет. Вы увидите матрицу отдельных точек, которые проводят импульс при касании. Отклик сенсора для такого стекла происходит по этим точкам. Также это стекло называется EDGE Glue.

ЭМ. Про отклеивание стекла интересно, что многие приносят в магазины свои телефоны, туда где им ставили стекло и просят приклеить уголок или все стекло. Но это же расходный материал и второй раз устанавливать стекло не стоит?

НТ. Да, мы об этом пишем, мы не рекомендуем вторичное использование.

ЭМ. Посмотри на мой телефон, у него очень глубокие царапины на экране, отчего это может быть?

НТ. Это могут быть даже ключи. Мы часто сталкиваемся с тем, что экраны часто стираются и повреждаются, особенно это заметно на смартфонах Apple. Иногда это может быть второй телефон в кармане, ободок камеры, что выступает и обычно из металла.

ЭМ. Меня удивляет, насколько увлеченно ты рассказываешь про рынок стекол, откуда такой интерес?

НТ. Очень интересный рынок, так как он постоянно меняется. На этом рынке буквально ежемесячно появляются новые технологии, решения, и нужно за всем этим следить. Размер рынка огромен и он продолжает расти, это интересно. В прошлом году прогноз российского рынка стекол описывал прирост на уровне в 200% и это случилось, в 2019 году рост будет около 250% год к году, это рост в штучном выражении. Так как это рынок расходных материалов, то один пользователь может покупать стекло несколько раз, это также отличает нас от обычного рынка смартфонов.

В качестве небольшого бонуса предлагаю посмотреть видео, в котором Наташа показывает как установить стекло, а также видео про то, как отличаются защитные стекла.

Отличный у нас получился разговор с Наташей и во многом полезный, надеюсь, что вы теперь также как и я знаете, чем отличаются стекла, как можно проверить их качество, как работает производство.

Источник

«Горилла-глазз». Дисплей без царапин

Содержание

Содержание

Мир современного дизайна редко терпит недостатки в виде мелких повреждений или царапин на поверхностях гаджетов. Всё должно выглядеть безупречно. Экраны смартфонов, в большинстве случаев, обеспечиваются такой безупречностью благодаря сверхпрочному стеклу Corning Gorilla Glass.

Царапина? Нет, не слышали!

Более трети пользователей мобильных гаджетов проверяют свой смартфон в первые пять минут после пробуждения, и, в среднем, касаются экрана более 2500 раз в течение дня.

Экран смартфона для многих стал окном, открывающим доступ в безграничный мир коммуникаций и развлечений, он же является и его ахиллесовой пятой. Одна царапина может всерьез и надолго испортить настроение, и что самое неприятное, своим видом будет постоянно напоминать о том досадном инциденте.

Не секрет, что первые коммуникаторы с большими экранами собирали царапины с завидной регулярностью, поскольку защитное покрытие экранов изготавливалось из пластика. Решение пришло в 2007 году, когда с подачи Стива Джобса смартфоны, выпускаемые его корпорацией, обзавелись крепкими, защищенными экранами Gorilla Glass.

В последнее время стеклами покрывают не только дисплеи, но и задние стенки мобильных устройств. Помимо чистой эстетики, этому есть и свое практическое применение. Дело в том, что стекло — хороший диэлектрик, и стеклянная задняя крышка совершенно не мешает набирающей все большую популярность технологии беспроводной зарядки устройства. Стекло же, в отличие от пластика, не подвержено царапинам и длительное время сохраняет устройству его первозданный вид.

Важно понимать, что Gorilla Glass — это не сам сенсорный экран устройства, а его защитное покрытие, оберегающее дисплей от ударных нагрузок, появления царапин и сколов. Сам же экран может быть изготовлен по любой из известных технологий: TFT, OLED, IPS, AMOLED и т.д.

Как это сделано?

Основой для производства стекла выступает диоксид кремния, к которому на этапе производства добавляются фракции известняка и карбоната натрия. Эту смесь разогревают в печи при температуре 1000 °С до ее полного расплавления. Полученное алюмосиликатное стекло содержит в своем составе: алюминий, кремний, кислород и ионы натрия. Готовая масса заливается в V-образный желоб, при переполнении которого расплавленное стекло стекает по его стенкам цельным потоком на производственную линию для разглаживания и охлаждения. На этом этапе расплавленная масса попадает в огромную ванну с расплавленным оловом. Из-за того, что у материалов разная плотность — стекло плывет по поверхности, а все тяжелые примеси опускаются на дно ванны. Поверхность, контактирующая с оловом, получается невероятно гладкой, за что ее называют полированной. Полностью автоматизированная технология позволяет получить тончайшие (0,4 мм) листы алюмосиликатного стекла.

Стекло уже тонкое и гладкое, но еще не крепкое, его нужно закалить. Рождение Gorilla Glass происходит на этапе химической закалки. Полученные листы, остывшие до температуры близкой к 400 °С, пропускают через ванну с расплавом калийных солей. В процессе закалки более мелкие ионы натрия замещаются крупными ионами калия, которые при остывании создают более плотную (сжатую) структуру стеклянного листа, обладающего большей прочностью, но не потерявшего при этом своей гибкости. Причем, ионы калия проникают и в толщу листа, делая его от этого еще более крепким.

Интересный факт: для придания хорошей управляемости сенсорному экрану, защитное стекло должно быть достаточно гибким. Gorilla Glass 3 поколения, толщиной всего 0,7 мм способна гнуться без разрушения на расстояние равное 70 мм.

Дополнительным преимуществом процесса ионного обмена является лучшая стойкость получаемого стекла к температурным расширениям и повышенным температурам. Ведь для того, чтобы разорвать связи ионов натрия нужен нагрев до температуры в 400 °С, чего совершенно недостаточно чтобы разрушить связи ионов калия.

По минералогической шкале твердости (шкала Мооса) твердость Gorilla Glass первого поколения равняется 6–6,5 единицам, в то время как для большинства сплавов металлов твердость составляет 5–5,5 единиц. Именно поэтому невозможно поцарапать защитное стекло монетами или ключами. А вот вездесущий кварц (основной компонент песка), с его прочностью по шкале Мооса в 7 единиц вполне может нанести ему вред.

Твердость стекол последующих поколений увеличивалась незначительно, оставаясь в пределах 6,5–7 единиц. В своих новых разработках производитель сконцентрировал внимание на крепости стекла и его стойкости к ударам и падениям, а также снижению массы и толщины листа защитного стекла.

Для прекрасной половины человечества, носящей в ушах серьги с бриллиантами, поклейка защитной пленки или дополнительного стекла является насущной необходимостью. Алмаз — самый твердый минерал, ему не сможет противостоять ни одно поколение стекол Gorilla Glass.

Для придания лучших эксплуатационных характеристик, более качественной защиты от грязи и жира, обеспечения лучшего скольжения пальцев по экрану на поверхность стекла наносят тончайший слой олеофобного покрытия.

Эволюция Gorilla Glass

С каждым новым поколением прочностные характеристики стекла и его стойкость к царапинам постоянно улучшаются.

Не стоит забывать, что любое стекло бьется! Использование защитных аксессуаров для мобильных гаджетов поможет уберечь их от большинства проблем, возникающих при падениях и ударах.

Кто еще?

Corning не единственная компания, чьей продукцией «стеклят» экраны. Схожее по своим прочностным характеристикам стекло производит японская компания Asahi Glass Company (AGC), выпуская их под торговой маркой Dragontrail. Азиатский бренд является пока еще не сильно раскрученным, поэтому существует негласное разделение рынка защитных стекол. Мировые лидеры в производстве смартфонов предпочитают устанавливать на свои продукты стекла Gorilla Glass, а решения Dragontrail востребованы у китайских производителей мобильных гаджетов.

Отдельную касту составляют сапфировые стекла, некогда популярные в аппаратах премиум класса. Основное преимущество сапфира — его природная прочность (по шкале Мооса равная 9 единицам) и отменная оптическая прозрачность. Недостатки — дороговизна и высокая хрупкость. Минерал прекрасно противостоит образованию царапин, но лист сапфирового покрытия сопоставимой с Gorilla Glass толщины, раскалывается даже при незначительных ударах.

Перспективы

Уже сейчас есть определенный запрос потребителей в крепких антибликовых экранах, ведь солнечные зайчики на дисплее устройства изрядно раздражают при общении с гаджетом. Компания Corning держит руку на пульсе желаний покупателей и ведет исследования по разработке стекол с такими характеристиками. И как знать, может уже в следующем поколении Gorilla Glass эта технология станет реальностью.

Источник

Gorilla Glass: надежная страховка для современной электроники

В этой статье мы поговорим о технологии создания Gorilla Glass — стекла, которое стало одним из трендов мира мобильных инноваций. Познакомимся также с результатами тестов этого могучего покрытия, проводимых как компанией, так и самими пользователями, а также перспективами развития данной технологии.

Жизнь современного человека трудно представить без гаджетов. Нас окружают смартфоны, планшеты, MP3-плееры, ноутбуки и прочие мобильные устройства. Новые технологии не стоят на месте, с каждым годом делая наши портативные игрушки меньше, тоньше, легче и выносливее. Каждый производитель стремится привлечь покупателей не только техническими характеристиками и дизайном своих продуктов, но и технологиями, позволяющими продлить жизнь устройств, так как мобильные девайсы устройства испытывают серьёзные нагрузки при ежедневном использовании. Не последнюю роль в этом играет устойчивое к ударам и появлению царапин покрытие экранов девайсов.

Кто в наши дни не слышал о Gorilla Glass — сверхпрочном стекле, разработанным компанией Corning и защищающим дисплеи мобильных девайсов многих именитых производителей? Продукты компании поражают своими характеристиками, прежде всего устойчивостью к царапинам и ударам. При этом стекло очень тонкое, а, следовательно, и легкое. Это дает два преимущества — Gorilla Glass не препятствует правильной работе тачскрина, а также не отягощает устройство своей массой.

Различные виды высокопрочного стекла от компании Corning были установлены на 4,5 млрд устройств, более 40 различных брендов используют Gorilla Glass в своей продукции. Но за счет чего знаменитое стекло производства Corning превосходит продукцию компаний-конкурентов? Что отличает его от других типов стекла, используемых для различных гаджетов? Благодаря чему нашумевшее Gorilla Glass стало одним из трендов в современном мире мобильных технологий? Давайте попробуем в этом разобраться.

Технология создания

Для начала попробуем раскрыть секрет прочности Gorilla Glass. Как правило, в промышленности для изготовления стекла в качестве сырья используют диоксид кремния, известняк и карбонат натрия. Для создания своей продукции в качестве основы Corning использует диоксид кремния с рядом химических добавок. В результате воздействия высоких температур (более 1000 градусов Цельсия) получается стекломасса, которая содержит в себе кремний, алюминий, кислород и ионы натрия. Полученное из нее стекло называют алюмосиликатным. Впервые специальное алюмосиликатное стекло производства компании Corning было использовано для защиты сенсорного экрана «яблочного» смартфона iPhone первого поколения.

Стекломасса поступает в специальную емкость, дно которой имеет сечение V-образной формы, беспрестанно наполняя её. Затем стекломасса, переливаясь через края емкости, стремится потоками по её боковым сторонам. Эти потоки сливаются в один как раз в нижней точке V-образного желоба. Стекломасса стекает с формы и остывает в подвешенном состоянии. Во время остывания пласт стекломассы не подвергается никаким сторонним механическим воздействиям, что позволяет получить идеально гладкую безупречную поверхность толщиной от 0,4 до 2 мм. Специальная роботизированная установка обрезает готовый пласт стекла, после чего оно отправляется на дальнейшие стадии производственного процесса, которые связаны с его последующей закалкой, дающей рождение «того самого» высокопрочного Gorilla Glass.

Ионный обмен — наше всё!

Для того чтобы наделить стекло высокими характеристиками прочности и устойчивости к царапинам и трещинам, его подвергают последующей химической обработке, в результате которой в структуре стекла происходит замещение ионов натрия на более крупные ионы калия. Компания Corning не была первооткрывателем этого процесса, и многие другие производители ранее использовали (и продолжают использовать) ионный обмен для закалки стекла, однако именно создателям Gorilla Glass удалось найти ту золотую формулу, которая дает идеальный на сегодня результат.

Для осуществления ионного обмена пласты алюмосиликатного стекла помещаются в солевую ванну с ионами калия, разогретую до 400 градусов Цельсия. При такой температуре разрушаются ионные связи натрия и ионы высвобождаются. В это же время калий как более тяжелый элемент в таблице Менделеева способен образовать ионные связи, замещая собой высвободившийся натрий. Ионы калия имеют больший радиус, поэтому после охлаждения стекла они с большей силой давят друг на друга, создавая сдавливающее напряжение, благодаря которому поверхность отличается повышенной прочностью и устойчивостью к внешним воздействиям. Помимо того, во время процесса ионного обмена ионы кремния проникают также и вглубь пласта стекла, упрочняя его по всей толщине.

Тестирование: не все так однозначно

В своих тестах компания Corning, как правило, дает сравнение результатов, полученных при тестировании собственных образцов Gorilla Glass и алюмосиликатного стекла конкурентов, а также известково-натриевое стекло. По всем параметрам продукты компании превосходят сравниваемые с ними образцы.

В одном из последних опубликованных компанией видеотестов проверялась устойчивость к падению девайсов, защищенных последней версией Gorilla Glass 4. Тесты проводились на специальной установке, которая имитировала падение устройства с высоты до одного метра на самую опасную для гаджетов поверхность, с которой не хотело бы повстречаться ни одно мобильное устройство — асфальт. В результате было выявлено, что после падения на экран стекло трескается в два раза реже, нежели алюмосиликатное стекло конкурирующий марок. По уверениям специалистов компании Corning при таком падении экран устройства выживает в 80% случаев. Однако, как бы утешительны ни были эти результаты, не стоит забывать, что стекло Gorilla Glass вполне можно разбить, чего и добиваются большинство желающих привлечь трафик на свой видеоблог. Это технология способна значительно продлить жизнь устройства и уменьшить вероятность повреждения экрана, но не защитить его всецело. К примеру, при падении стального шара весом более 500 грамм с высоты 180 см проба Gorilla Glass толщиной 0,7 мм осталась невредимой, при том, что для стандартных испытаний используется шар до 130 грамм весом, а высота его падения составляет 100 см.

Gorilla Glass и мобильные устройства

Стекло повышенной прочности производства компании Corning используется в устройствах большого числа именитых брендов, среди которых Sony, Samsung, LG, Lenovo и даже Apple.

Компания Samsung снабдила экранами Gorilla Glass 4 целую армию моделей своих смартфонов, среди которых Samsung Galaxy S6 edge с изогнутым дисплеем и стеклянной задней панелью. Краш-тесты, проведенные одним инициативным пользователем, показали, что при падении устройства на асфальт с высоты около полутора метров на ребро стекло остается невредимым. Однако при падении на крышку или экран идут трещины, что влияет на эстетический вид устройства, но не сказывается на функциях самого дисплея. Это хорошо видно на видео:

Однако в данном случае несправедливо было бы винить компанию в дезинформации — при официальном тестировании девайсы падали с высоты одного метра, и большинство из них пережили данную экзекуцию. Корпорация добра Google также отдает должное данной технологии, снабдив свои созданные в партнерстве с экранами Gorilla Glass 4. Сама же компания Corning сообщает, что в настоящее время различные виды стекла Gorilla Glass нашли применение в более 1000 различных моделей смартфонов. В частности, им оснащены популярные устройства от азиатских титанов мобильной индустрии: Huawei Nexus 6P и LG Nexus 5X, а также уже упомянутый нами выше Samsung Galaxy S6 Edge.

Перспективы развития

Нельзя отрицать, что технология Gorilla Glass наиболее популярна в мобильных устройствах, и с ростом их популярности растут и доходы Corning. Разные типы Gorilla Glass защищают дисплеи смартфонов, планшетов, ноутбуков и многих других мобильных устройств. Но на этом компания и не думает останавливаться — уже сейчас поставляется стекло больших форматов для защиты экранов телевизоров, электронных информационных табло и интерактивных дисплеев. Кроме того, Gorilla Glass медленно, но верно прокладывает себе путь в автомобильную промышленность. Компания считает, что у данного продукта большой потенциал, и использование такого стекла для ветрового, заднего и боковых стекол в автомобилях не только бы увеличило их безопасность, но и уменьшило бы их массу. В настоящее время компания Ford намерена стать первопроходцем в «испытании боем» новой для автопрома технологии, установив лобовое и заднее стекла Gorilla Glass в суперкар серии Ford GT.

Ну а в качестве «вишенки на торте» — несколько видеороликов:

Источник