Υλικά γυαλιού καλύμματος: Τι μπαίνει στην οθόνη του τηλεφώνου σας

Κοιτάξτε οποιοδήποτε τηλέφωνο, tablet ή οθόνη σήμερα. Το επάνω στρώμα που αγγίζετε ονομάζεται γυαλί κάλυψης. Στη βιομηχανία, οι άνθρωποι το αποκαλούν απλώς CG ή κάλυμμα φακού. Βρίσκεται ακριβώς πάνω από τη μονάδα οθόνης. Η δουλειά του είναι απλή. Προστατέψτε την οθόνη από κάτω. Και με λίγο τυπωμένο μελάνι γύρω από τις άκρες, κάντε τη συσκευή να φαίνεται καλή.

 

Το γυαλί καλύμματος δεν είναι πάντα γυαλί. Μερικές φορές είναι πλαστικό. PC, PMMA ή συνδυασμός και των δύο. Αλλά στα περισσότερα τηλέφωνα και στις μικρότερες οθόνες, το γυαλί είναι το πρότυπο. Έτσι ακριβώς εξελίχθηκε η αγορά.

 

Από τι είναι λοιπόν στην πραγματικότητα αυτό το κομμάτι γυαλιού; Ας το αναλύσουμε.

 

Το μείγμα πρώτων υλών

Το γυαλί ξεκινά ως μείγμα πρώτων υλών. Στο γυαλί καλύμματος, τα κύρια συστατικά περιλαμβάνουν διοξείδιο του πυριτίου, οξείδιο αλουμινίου, οξείδιο ασβεστίου, οξείδιο νατρίου, οξείδιο λιθίου, οξείδιο καλίου και οξείδιο μαγνησίου. Τα πρώτα τέσσερα αποτελούν το μεγαλύτερο μέρος του βάρους. Αποτελούν το θεμέλιο.

Μαζί, δημιουργούν αυτό που ονομάζεται πυριτικό γυαλί. Το διοξείδιο του πυριτίου χτίζει τη δομή. Τα άλλα οξείδια βοηθούν στη μείωση του σημείου τήξης και στη διαμόρφωση των τελικών ιδιοτήτων του γυαλιού.

Κάθε συστατικό σε αυτό το μείγμα έχει σημασία. Αλλάξτε τη συνταγή και αλλάζετε τον τρόπο απόδοσης του ποτηριού. Μηχανικά, θερμικά, οπτικά. Αλλάζει επίσης το πόσο δύσκολο είναι να κατασκευαστεί και το κόστος του. Οι υαλουργοί ξοδεύουν χρόνια για να βελτιώσουν αυτή την ισορροπία.

Ας δούμε τα κύρια συστατικά ένα προς ένα.

 

Διοξείδιο του πυριτίου

Αυτή είναι η ραχοκοκαλιά. Σχηματίζει το δίκτυο που συγκρατεί το ποτήρι μαζί. Σκεφτείτε το σαν το πλαίσιο ενός σπιτιού. Συνδέεται σε μονάδες που ονομάζονται τετράεδρα πυριτίου. Αυτές οι συνδέσεις δίνουν στο γυαλί τη βασική του αντοχή και σταθερότητα.

Περισσότερο διοξείδιο του πυριτίου σημαίνει σκληρότερο γυαλί. Καλύτερη χημική αντοχή. Καλύτερη θερμική σταθερότητα. Αλλά δεν μπορείτε να πάτε πολύ ψηλά, διαφορετικά το γυαλί γίνεται δύσκολο να λιώσει και να διαμορφωθεί.

Στο γυαλί σόδα ασβέστη, το διοξείδιο του πυριτίου κυμαίνεται συνήθως από 60 έως 75 τοις εκατό. Στο αλουμινοπυριτικό γυαλί, τρέχει λίγο χαμηλότερα, συνήθως 52 έως 63 τοις εκατό.

 

Οξείδιο αργιλίου

Προσθέστε οξείδιο του αλουμινίου και τα πράγματα αλλάζουν. Βελτιώνει τη χημική σταθερότητα. Αυτό σημαίνει ότι το γυαλί αντέχει καλύτερα στα οξέα και τις βάσεις. Πράγματα όπως υδροξείδιο του νατρίου, υδροχλωρικό οξύ, ακόμη και υδροφθορικό οξύ σε κάποιο βαθμό. Ενισχύει επίσης τη μηχανική αντοχή. Υψηλότερη αντοχή σε θλίψη, υψηλότερη αντοχή εφελκυσμού. Το γυαλί απλά κρατάει καλύτερα υπό πίεση.

Το οξείδιο του αλουμινίου επηρεάζει επίσης τη θερμική διαστολή. Μειώνει τον ρυθμό διαστολής, γεγονός που καθιστά το γυαλί πιο σταθερό κατά τη χημική ενίσχυση. Λιγότερο στρέβλωση, λιγότερη αλλαγή διαστάσεων.

Η ποσότητα του οξειδίου του αλουμινίου καθορίζει πραγματικά το είδος του γυαλιού που έχετε. Χαμηλό αλουμίνιο, μεσαίο αλουμίνιο, υψηλό αλουμίνιο, εξαιρετικά υψηλό αλουμίνιο. Όσο περισσότερο προσθέτετε, μέχρι ένα σημείο, τόσο πιο δυνατό γίνεται το ποτήρι.

Στο γυαλί αλουμινίου χαμηλού έως μεσαίου μεγέθους, το οποίο είναι ουσιαστικά ανθρακικό ασβέστη, το οξείδιο του αλουμινίου βρίσκεται περίπου 5 έως 13 τοις εκατό. Σε γυαλί υψηλής περιεκτικότητας σε αλουμίνιο, ανεβαίνει από 13 έως 24 τοις εκατό.

 

Οξείδιο του ασβεστίου

Το οξείδιο του ασβεστίου είναι εκεί για να βοηθήσει στην τήξη. Μειώνει τη θερμοκρασία που απαιτείται για την τήξη της παρτίδας και διευκολύνει τη ροή του γυαλιού κατά τη διαμόρφωση. Συμβάλλει επίσης στη χημική σταθερότητα και στη μηχανική αντοχή.

Στο γυαλί νατρίου, το οξείδιο του ασβεστίου συνήθως κυμαίνεται από 5 έως 12 τοις εκατό. Στο αργιλοπυριτικό γυαλί, είναι χαμηλότερο, συνήθως 1 έως 5 τοις εκατό. Δύο λόγοι γι' αυτό. Πρώτον, σε υψηλές οπτικές εφαρμογές, το οξείδιο του ασβεστίου μπορεί να επηρεάσει τη μετάδοση του φωτός, έτσι ώστε να το κρατάτε σε χαμηλά επίπεδα. Δεύτερον, το οξείδιο του αλουμινίου στο αργιλοπυριτικό γυαλί κάνει ήδη πολλά από αυτά που θα έκανε το οξείδιο του ασβεστίου. Άρα χρειάζεσαι λιγότερα.

 

Οξείδιο του νατρίου

Αυτό είναι κρίσιμο για τη χημική ενίσχυση. Είναι ο κύριος παίκτης στη διαδικασία ανταλλαγής ιόντων. Τα ιόντα νατρίου στο γυαλί ανταλλάσσονται με μεγαλύτερα ιόντα καλίου από ένα λουτρό αλατιού. Αυτή η ανταλλαγή βάζει την επιφάνεια υπό συμπίεση και κάνει το γυαλί πιο ισχυρό.

Το οξείδιο του νατρίου βοηθά επίσης στην τήξη. Μειώνει το ιξώδες έτσι ώστε το γυαλί να ρέει ευκολότερα σε χαμηλότερες θερμοκρασίες. Αυτό κάνει την κατασκευή πιο απλή.

Υπάρχει όμως ένα αντάλλαγμα. Πάρα πολύ οξείδιο του νατρίου και αρχίζετε να χάνετε τη μηχανική αντοχή και τη θερμική σταθερότητα. Οπότε το κρατάς σε ένα εύρος.

Στο γυαλί νατρίου, το οξείδιο του νατρίου είναι συνήθως 10 έως 18 τοις εκατό. Στο αλουμινοπυριτικό γυαλί, είναι χαμηλότερο, περισσότερο από 0 έως 5 τοις εκατό.

 

Άλλα Συστατικά

Υπάρχουν και άλλοι. Οξείδιο λιθίου, οξείδιο του καλίου, οξείδιο μαγνησίου, οξείδιο του βορίου. Το καθένα παίζει έναν ρόλο. Το λίθιο βοηθά στην ανταλλαγή ιόντων και επιτρέπει την ενίσχυση χαμηλότερης θερμοκρασίας. Το κάλιο προσθέτει βάθος στο ενισχυτικό στρώμα. Το μαγνήσιο βελτιώνει τη σκληρότητα και τη σταθερότητα. Το βόριο βοηθά στην αντοχή σε θερμικό σοκ και στις ηλεκτρικές ιδιότητες.

 

Το Takeaway

Το γυαλί κάλυψης φαίνεται απλό. Ένα λεπτό διάφανο φύλλο. Αλλά αυτό που περιλαμβάνει είναι ένα προσεκτικά ισορροπημένο μείγμα υλικών. Κάθε συστατικό έχει δουλειά. Αλλάξτε οποιοδήποτε και το γυαλί αλλάζει μαζί του. Δύναμη, διαύγεια, πόσο καλά δυναμώνει, πόσο εύκολο είναι να το φτιάξεις. Όλα επιστρέφουν σε αυτή τη συνταγή.