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一念之間:藍寶石與大猩猩玻璃之爭

關鍵詞 藍寶石 , 大猩猩 , 屏幕|2014-07-15 10:23:41|來源 中國超硬材料網
摘要 什么是藍寶石玻璃?它是如何制造的?藍寶石玻璃并不是真正意義上的玻璃,它是由細氧化鋁粉末投入到氫氧焰中制成,所以稱它為合成藍寶石更準確些。這個方法是1902年法國化學家奧古斯特-維爾...
  什么是藍寶石玻璃?它是如何制造的?
  
  藍寶石玻璃并不是真正意義上的玻璃,它是由細氧化鋁粉末投入到氫氧焰中制成,所以稱它為合成藍寶石更準確些。這個方法是1902年法國化學家奧古斯特-維爾納發明的。
  
  藍寶石是除紅色的紅寶石之外其它顏色剛玉寶石的通稱,主要成分氧化鋁,屬三方晶系。藍寶石晶體一般呈透明至半透明,玻璃光澤。而手機所使用的藍寶石晶體,由于純度較高,所以呈無色。
  
藍寶石結構示意圖
  
  藍寶石晶體最大的特點是極其堅硬,其莫氏礦物硬度值是9,與碳化鈦的硬度一樣。如果對這個數值沒有概念,可以參考其他比較常見的材料的硬度。例如滑石(已知最軟的礦物)莫氏硬度是1,而鉆石是10??梢娝{寶石的硬度有多高。
  
  藍寶石玻璃屏幕由來
  
  藍寶石玻璃是蘋果公司在iPhone5s發布時提出的新型清晰屏幕用材料。目前還只是應用在iPhone的一個小部件——iPhone 5s 的Touch ID指紋傳感器上。藍寶石玻璃用于制造透視mini屏,屏下面是一個掃描指紋的鏡頭。據蘋果公司介紹這個按鍵是由人類已知的最清晰、最硬的材料之一——藍寶石玻璃制成,它的作用是保護傳感器和充當透鏡。
  
  但從傳聞來看,蘋果公司很可能不會將藍寶石的應用局限在一個小部件上。在最新的年度股東大會上,蘋果公司老大Tim Cook透露,在接下來的秘密項目中會使用藍寶石玻璃。Cook說,在亞利桑那州的工廠將用于“已有產品的開拓”以及“未來產品的研發”。“未來產品的研發”肯定包括iPhone 6??紤]到蘋果在亞利桑那州投資的大小和規模,它肯定會計劃將藍寶石晶體的應用從Touch ID Home鍵擴展到整個屏幕。
  
  除了傳聞之外,還有實際行動。蘋果公司去年曾與美國GT Advanced Technologies 簽署一份高達5.78億美元的供貨合同。這份巨額投資暗示了iPhone6將使用新藍寶石屏,或者是將其用于iwatch運動手表上。而且GTAT公司介紹,他們的新藍寶石爐可生產高質量、大面積的藍寶石基板以滿足最高級藍寶石材料的應用需求,如高亮度LED,消費電子以及工業用途。
  
  藍寶石屏幕最令人稱道的是它的防刮性能。在2013年移動通信世界峰會上,現場人員曾演示過使用混凝土石塊刮擦藍寶石玻璃屏幕與大猩猩玻璃2代。結果藍寶石玻璃毫無損傷,完爆大猩猩玻璃2代。
  
  那么蘋果公司摩拳擦掌,想大量制造這種硬度高、防刮性能好的新型藍寶石玻璃時,自然不可避免地遭到了其對手——大猩猩玻璃制造商康寧公司的責難,目前iPhone和其它多數智能機使用的顯示屏都是大猩猩玻璃。
  
  何為大猩猩玻璃?
  
  藍寶石玻璃本身不含玻璃,大猩猩玻璃卻的確由玻璃組成。在其生產工藝中,將玻璃置于盛有熔鹽的器皿中,在冷卻過程中,玻璃中的鈉離子會與熔鹽中的鉀離子交換,這樣就會產生一層防刮性能好的玻璃層。
  
  說起來,大猩猩玻璃的命運也是相當坎坷,充滿傳奇色彩。
  
  大猩猩玻璃的前身是由康寧公司唐納德·斯圖基在1952年由于實驗失誤而無意間發明的有機微晶玻璃。在此基礎上,康寧公司在1962年推出了Chemcor玻璃(大猩猩玻璃是其改進版),并對外出售,最初設想是將其于汽車擋風玻璃??上У氖?,由于價格太貴,性能相對不突出,Chemcor玻璃的推廣甚是艱難。由此,被康寧公司雪藏34年之久。直至2005年,康寧公司才再度啟用“Gorilla Glass”項目(也就是大猩猩玻璃),試圖將Chemcor玻璃的厚度降下來,作為智能手機的屏幕。不過,進展一直不大,康寧無法將Chemcor玻璃的厚度減薄,并且具有更好的可視性。
  
  有意思的是,大猩猩玻璃上位靠的不是別人,正是蘋果總裁喬幫主。
  
  其時,喬幫主認為iPhone的顯示屏應該由玻璃做成,而不是塑料玻璃。不過普通玻璃觸摸屏很容易留下劃痕,這讓追求完美的喬幫主很是惱火。于是,經人介紹,喬布斯看上了康寧公司的大猩猩玻璃項目,并于2006年與康寧總裁商談此事。當時,喬布斯對大猩猩玻璃一見鐘情,并極切希望在六個月內iPhone手機的顯示屏都能使用大猩猩玻璃。在蘋果的壓力之下,康寧公司成功將大猩猩玻璃研制成功,并最終一炮而紅。此后,短短數年,大猩猩玻璃被應用到了智能電視、手機、筆記本等750多種產品上。
  
  不能一塊好好玩耍了?
  
  現在,曾經一起愉快玩耍的小伙伴聲稱要另尋新歡,這讓大猩猩玻璃非常的不快。
  
  康寧的副總裁托尼-崔潘尼曾在全球科技媒體和電信電話會議中例舉了藍寶石玻璃的缺點:
  
  1:成本上,藍寶石玻璃比大猩猩多出10倍。藍寶石玻璃需要多花四千倍于大猩猩玻璃的時間生產,溫度需求也比大猩猩玻璃高很多,它相對較高的硬度也使其合成變得更加困難,成本也更加昂貴。在晶體生長過程中,如果邊界有缺陷出現,還必須要將其“剪”掉,這樣會使其單位成本成倍增加。
  
  2:對環境污染嚴重,消耗的資源是大猩猩玻璃的100倍。
  
  3:透光性更差,這意味著在相同的光線條件下,藍寶石玻璃屏幕更暗,或者是消耗更多能量,增加其亮度。
  
  4:雖然防刮性能更好,但是卻很容易碎;康寧公司還公布了大猩猩玻璃3與藍寶石玻璃的一場測試視頻,表明在兩種材料受到相同程度磨損后,使大猩猩玻璃斷裂的力的大小是使藍寶石玻璃斷裂所施加力的三倍。
  
  顯然,在康寧公司眼里,藍寶石玻璃盡管在耐磨性上強上那么一丟丟,但是成本高,最重要的是很脆。
  
  不過,由于這些說法和數據來自于競爭對手,其可信度就得大打折扣了。
  
  雖然目前藍寶石玻璃的成本是大猩猩玻璃的十倍,但在全面投產后這種窘態也許會很快得到改變。有行業人士估計,量產之后的藍寶石玻璃的成本至少會下降一半。而且蘋果公司會直接控制生產,這也正是吸引庫克(蘋果公司首席執行官)的地方。
  
  至于環境污染一說,也有爭議存在。MOTELY FOOL網站上有這樣一條評論,蘋果的工廠將使用可再生資源,但康寧公司生產大猩猩玻璃用了多少可再生能源呢?
  
  與大猩猩玻璃相比,藍寶石玻璃在透光率方面下降了幾個百分點,但是蘋果最新產品的屏幕和電池模型比原來的產品卻更有效,可以彌補透光率的不足。
 

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