程可可
“大猩猩”的誕生
作為一家歷史悠久的企業(yè),康寧的歷史可以追溯到1851 年,在光纖、消費電子玻璃面板占據(jù)了數(shù)一數(shù)二的市場份額。玻璃一直是康寧公司最主要的業(yè)務之一,從制作電燈泡到生產(chǎn)鋼化玻璃,從日常玻璃制品到直升機風擋玻璃,康寧逐漸成為玻璃領域的領導者。而進入消費電子領域,是從2007 年與蘋果的合作開始。
當時,蘋果正打算推出首款iPhone,需要一塊足夠耐用的屏幕,追求完美的喬布斯找到康寧公司,希望康寧在6 周內(nèi)開發(fā)出一款輕薄耐磨堅硬的玻璃面板。為此,康寧公司改進了“熔融下拉”工藝,在提高玻璃黏性的同時,使得玻璃具備了足夠的抗壓能力,這就是第一代康寧大猩猩玻璃。
熔融下拉工藝需要先將純砂與其他無機材料加熱到1000℃以上進行熔融,然后將熔融的玻璃攪拌均勻后流入一個稱為“熔融封閉隔熱管”的V 形底大型收集槽。熔融狀態(tài)的玻璃從隔熱管的兩邊均勻外溢,兩側玻璃流在隔熱管的V 型底部融合。融合的玻璃流進入拉制設備,下拉出微米級厚度的玻璃板。接下來,玻璃還會經(jīng)歷一番離子交換的過程:玻璃成型要浸泡在硝酸鉀溶液中使其發(fā)生離子交換反應,用鉀離子置換原有的鈉離子,最終獲得強度更出色的玻璃面板,這期間還有很多更復雜的工藝和秘密配方。由于熔融下拉的生產(chǎn)過程高度自動化,手或者其他工具不會接觸玻璃表面,后續(xù)無須進行表面研磨或拋光,生產(chǎn)出的超薄玻璃透光率高,且表面質量優(yōu)秀,大大減少了生產(chǎn)時間和成本。
在大猩猩玻璃誕生之前,絕大多數(shù)手機用的都是塑料屏幕,表面容易磨花,手感與視覺體驗也很糟糕。而康寧生產(chǎn)的第一代大猩猩玻璃同時具有輕薄、耐磨、防刮花的特性,為智能手機提供了出色的觸控和視覺體驗。趁著觸屏智能手機發(fā)展的東風,康寧大猩猩玻璃由此開始成為手機屏幕的標配。
歷經(jīng)更迭,不斷變強
2012 年消費電子展會(CES)上,康寧推出第二代大猩猩玻璃。相比之前的第一代產(chǎn)品,第二代大猩猩玻璃的厚度降低了20%,從1.0mm 減少為0.8mm。同時保持了行業(yè)領先的抗損性、堅硬度以及抗劃傷性能,使終端設備擁有更纖薄、更時尚的設計,同時優(yōu)化了畫面顯示亮度和觸控體驗。
2013年推出的第三代大猩猩玻璃帶來了行業(yè)獨占技術—“原生防損”技術(Native DamageResistance),通過調(diào)整玻璃分子基團技術來加強材質強度,在減輕劃痕損傷的同時,有效延緩甚至阻止已有玻璃表面損傷的進一步擴大。這使得第三代大猩猩玻璃不僅擁有更強的抗破損能力,劃痕的肉眼可見度也較前代減少了40%。即使在受損后,玻璃的后續(xù)強度也較前代增加了50%。加上致密化的新特性,受到?jīng)_壓時能夠將一部分沖擊力吸收進玻璃之中,從而有效減少玻璃受損的概率??祵幰惨虻谌笮尚刹Aд驹谥悄苁謾C玻璃蓋板材料的行業(yè)巔峰,產(chǎn)品成為蘋果與Android 的旗艦機型指定材料,產(chǎn)能供不應求。
隨著iPhone 屏幕不斷增大,蘋果再次要求康寧對大猩猩玻璃進行改進,特別是在降低玻璃應力與提升玻璃表面硬度等方面。2014 年11 月,康寧推出了第四代大猩猩玻璃,號稱是當時最堅硬的玻璃屏幕之一,展示出非常強的抗摔能力。從1 米高處掉落時,即使掉落到粗糙的表面上,其完好率仍可保持在80% 以上,堅硬程度是鋁硅酸鹽玻璃的兩倍。而當時同樣廣泛被應用在智能手機上的鈉鈣玻璃,在同樣的實驗條件下破裂率接近100%。
2016 年7 月,康寧推出第五代大猩猩玻璃。此次最大的提升在于抗跌落表現(xiàn),當屏幕正面朝下從1.6 米的高度跌落到粗糙表面時,其完好率能達到80%。相比第四代,第五代大猩猩玻璃在粗糙表面的抗跌落能力提升了1.8 倍,完好率是其他采用鈉鈣等材質競品玻璃的4 倍。在耐磨性方面,第五代大猩猩玻璃也較四代提升了2 倍,同樣是普通鈉鈣玻璃的4 倍。值得一提的是,由于耐摔性和耐磨性的增加,康寧不得不在厚度上做出妥協(xié),第五代大猩猩玻璃的厚度達到了0.6mm,而第四代厚度僅為0.4mm。
2018 年7 月,康寧推出第六代大猩猩玻璃,相比于第五代大猩猩玻璃,第六代極大地提升了抗摔性,并且更加貼合現(xiàn)代設備設計需求。根據(jù)康寧給出的數(shù)據(jù),人們平均每年要摔落7 次手機,平均一次從1.6 米或以上的高度跌落,而大多數(shù)場景還是從1 米或以下高度跌落。第六代大猩猩玻璃針對這種情況進行了改良,通過使用全新的、得到化學強化的玻璃組分,擁有更高的表層壓應力,進一步提升了第六代大猩猩玻璃的抗損性能。在實驗室測試中,第六代大猩猩玻璃平均能經(jīng)受15 次從1 米高度到粗糙表面的跌落,這一成績兩倍于第五代大猩猩玻璃。相同測試條件下,鈉鈣玻璃和鋁硅玻璃等其他競品玻璃在首次跌落時就出現(xiàn)損壞。除了更堅固的玻璃強度,第六代大猩猩玻璃還針對前后都是玻璃的全面屏手機進行了優(yōu)化,有更高的透光率、更好的觸控靈敏度、更好的防刮等特性,適應超窄屏幕邊框、無線充電、多彩配色等設計需求。
抗跌落、抗刮擦雙提升
Victus 被康寧視為最堅韌的大猩猩玻璃,全新的命名與定位有關,此前的第一代、第三代產(chǎn)品側重抗刮擦性能,第五代、第六代側重抗跌落性能,而Victus 則實現(xiàn)了抗跌落和抗刮擦性能的同時顯著提升。在實驗室測試中,大猩猩玻璃Victus 能從高達2 米的高度跌落至堅硬粗糙的表面并保持完好,而鋁硅酸鹽玻璃通常從不足0.8 米的高度跌落時便出現(xiàn)損壞。相比第六代大猩猩玻璃,Victus 的抗跌落性能提升了25%,抗刮擦性能也提升了2 倍,與競品鋁硅玻璃相比更是高出四倍之多。從生產(chǎn)成本的角度來說,大猩猩玻璃Victus 出色的抗刮擦性能讓生產(chǎn)線良率更高。無論是3D 的屏幕玻璃還是2D 的后蓋玻璃,大猩猩玻璃Victus 的成本與第六代大致相當。
圍繞消費者關心的性能方面,康寧通過四項模擬實驗來展示大猩猩玻璃Victus 的性能。在努普刮擦試驗中,以堅硬的鉆頭在玻璃上刮擦,結果顯示鋁硅玻璃僅施加4 牛頓的力就出現(xiàn)了嚴重劃痕,Victus被施加8 牛頓的力后劃痕輕微。殘留強度測試通過加壓來體現(xiàn)玻璃有劃傷后的承受能力,經(jīng)過上一個試驗的Victus 施力100.5kg 后仍然完好。跌落測試塔模擬手機高空墜落到粗糙地面上的場景,Victus 跌落高度為0.5 米,跌落后完好無損。動態(tài)沖擊跌落模擬將玻璃測試片安裝在有一定弧度的基架上,模擬現(xiàn)實中跌落時產(chǎn)生的手機彎曲變形,Victus 沖擊能量為6.67 焦耳,經(jīng)歷沖擊跌落后沒有損傷。
據(jù)康寧透露,大猩猩玻璃Victus 通過改良配方和對鋁硅玻璃進一步的強化,實現(xiàn)了更好的抗跌落和抗刮擦性,即便開孔也不會對玻璃的堅韌程度有所影響。三星將在不久之后成為第一家使用Victus 的手機制造商。
寫在最后
在“誤打誤撞”地進入消費電子領域后,康寧不斷提升大猩猩玻璃的抗跌落、防刮擦能力,并緊跟手機在全面屏、無線充電、指紋識別等方面的設計需求,擴展新特性。截至目前,超過45 個品牌、超過80 億臺設備使用來自康寧的大猩猩玻璃,康寧大猩猩玻璃已經(jīng)成為手機等移動終端的標配。不過隨著柔性屏幕、折疊屏幕的興起,未來手機的形態(tài)必定會更加多樣化,康寧大猩猩玻璃又將如何適應未來的移動終端?