Materiali pokrovnega stekla: Kaj gre v zaslon vašega telefona

Danes poglejte kateri koli telefon, tablico ali zaslon. Zgornji sloj, ki se ga dotaknete, se imenuje pokrovno steklo. V industriji ljudje to imenujejo samo CG ali pokrovna leča. Nahaja se na vrhu zaslonskega modula. Njegovo delo je preprosto. Zaščitite zaslon pod njim. Z nekaj natisnjenega črnila okoli robov poskrbite, da bo naprava videti dobro.

 

Pokrivno steklo ni vedno steklo. Včasih je plastična. PC, PMMA ali mešanica obeh. Toda v večini telefonov in manjših zaslonov je steklo standard. Tako se je pač razvil trg.

 

Torej, iz česa je ta kos stekla pravzaprav narejen? Razčlenimo ga.

 

Mešanica surovin

Steklo se začne kot mešanica surovin. Glavne sestavine pokrovnega stekla so silicijev dioksid, aluminijev oksid, kalcijev oksid, natrijev oksid, litijev oksid, kalijev oksid in magnezijev oksid. Prvi štirje predstavljajo večino teže. Tvorijo osnovo.

Skupaj ustvarjajo tako imenovano silikatno steklo. Silicijev dioksid gradi strukturo. Drugi oksidi pomagajo znižati tališče in oblikujejo končne lastnosti stekla.

Vsaka sestavina v tej mešanici je pomembna. Spremenite recept in spremenili boste delovanje kozarca. Mehansko, toplotno, optično. Spreminja se tudi, kako zahtevna je izdelava in koliko stane. Steklarji porabijo leta za natančno uravnavanje tega ravnovesja.

Pojdimo skozi glavne sestavine eno za drugo.

 

Silicijev dioksid

To je hrbtenica. Tvori mrežo, ki drži steklo skupaj. Zamislite si to kot okvir hiše. Povezuje se v enote, imenovane silicijevi tetraedri. Te povezave dajejo steklu osnovno trdnost in stabilnost.

Več silicijevega dioksida pomeni trše steklo. Boljša kemična odpornost. Boljša toplotna stabilnost. Vendar ne morete iti previsoko, sicer bo steklo težko stopiti in oblikovati.

V natrijevem steklu je silicijev dioksid običajno med 60 in 75 odstotki. V aluminosilikatnem steklu je nekoliko nižja, običajno 52 do 63 odstotkov.

 

Aluminijev oksid

Dodajte aluminijev oksid in stvari se spremenijo. Izboljša kemično stabilnost. To pomeni, da je steklo bolje odporno na kisline in baze. Stvari, kot so natrijev hidroksid, klorovodikova kislina, do neke mere celo fluorovodikova kislina. Poveča tudi mehansko trdnost. Večja tlačna trdnost, večja natezna trdnost. Steklo preprosto bolje drži pod obremenitvijo.

Aluminijev oksid vpliva tudi na toplotno raztezanje. Zmanjša stopnjo ekspanzije, zaradi česar je steklo med kemičnim utrjevanjem bolj stabilno. Manj upogibanja, manj sprememb dimenzij.

Količina aluminijevega oksida pravzaprav določa, kakšno steklo imate. Nizek aluminij, srednji aluminij, visok aluminij, ultra visok aluminij. Več ko dodate do neke točke, močnejše postane steklo.

V steklu z nizko do srednjo vsebnostjo aluminija, ki je v bistvu natrijevo apno, je aluminijevega oksida okoli 5 do 13 odstotkov. V steklu z visoko vsebnostjo aluminija sega do 13 do 24 odstotkov.

 

kalcijev oksid

Kalcijev oksid pomaga pri taljenju. Zniža temperaturo, potrebno za taljenje šarže, in olajša pretok stekla med oblikovanjem. Prispeva tudi k kemični stabilnosti in mehanski trdnosti.

V natrijevem steklu je kalcijev oksid običajno od 5 do 12 odstotkov. Pri alumosilikatnem steklu je nižja, običajno od 1 do 5 odstotkov. Dva razloga za to. Prvič, v visokokakovostnih optičnih aplikacijah lahko kalcijev oksid moti prepustnost svetlobe, zato naj bo nizek. Drugič, aluminijev oksid v aluminosilikatnem steklu že naredi veliko tega, kar bi storil kalcijev oksid. Torej potrebujete manj.

 

Natrijev oksid

Ta je ključnega pomena za kemično utrjevanje. Je glavni akter v procesu ionske izmenjave. Natrijeve ione v kozarcu zamenjajte z večjimi kalijevimi ioni iz solne kopeli. Ta izmenjava stisne površino in naredi steklo močnejše.

Pri taljenju pomaga tudi natrijev oksid. Zmanjšuje viskoznost, zato steklo lažje teče pri nižjih temperaturah. To naredi izdelavo enostavnejšo.

Vendar obstaja kompromis. Preveč natrijevega oksida in začnete izgubljati mehansko trdnost in toplotno stabilnost. Torej ga držite znotraj razpona.

V natrijevem steklu je natrijevega oksida običajno 10 do 18 odstotkov. Pri alumosilikatnem steklu je nižja, bolj kot 0 do 5 odstotkov.

 

Druge sestavine

Obstajajo tudi drugi. Litijev oksid, kalijev oksid, magnezijev oksid, borov oksid. Vsak igra svojo vlogo. Litij pomaga pri ionski izmenjavi in ​​omogoča krepitev nižje temperature. Kalij doda globino ojačitveni plasti. Magnezij izboljša trdoto in stabilnost. Bor pomaga pri odpornosti proti toplotnim udarcem in električnim lastnostim.

 

Takeaway

Pokrivno steklo izgleda preprosto. Tanek prozoren list. Toda vanj je skrbno uravnotežena mešanica materialov. Vsaka sestavina ima svoje delo. Zamenjajte katerega koli in steklo se spremeni z njim. Trdnost, jasnost, kako dobro se utrdi, kako enostavno ga je narediti. Vse se vrne k temu receptu.