IT之家（www.ithome.com）：科普：智能手機玻璃背后的技術

很多人都將焦點放在智能手機的屏幕上，比如屏幕分辨率、屏幕大小、屏幕材質、屏幕色彩以及屏幕亮度等等。而罩在屏幕外面的那一層保護玻璃得到的關注相對少一些，現在，我們是時候來了解美女旁邊的護花使者了。

鋼化玻璃

每年用戶用于修復破碎屏幕的費用大約10億美元，還有一部分用戶選擇繼續忍受碎裂的屏幕。2014年的大部分旗艦高端機均采用第三代康寧大猩猩玻璃作為屏幕防護，它也是鋼化玻璃的一種。鋼化玻璃是多道熱力和化學加工過程的結果，因此較普通玻璃更加堅固。

如果你在顯微鏡下觀察一塊玻璃，那么你將會發現上面擁有許多細小的瑕疵和微小的裂痕。這些微小的裂痕容易造成屏幕破裂。比如說，只要在玻璃上施加足夠的力量，這些原本的細小的裂痕將會擴大，最終造成整塊玻璃碎裂。

請你想象一下，你現在有兩張紙，一張紙完好無損，另一張紙中間有一條小裂縫，后者輕輕一撕就被撕壞。現在，你接著想象，如果小裂縫出現在紙張的邊緣，那么這張紙會更加容易被撕壞。也就是說，壓力更容易在邊緣和尖銳的邊角起作用。這就是為什么工匠制作窗戶時偏向于打造圓潤的邊角。

普通玻璃其實存在這許多細小的瑕疵和裂縫，鋼化玻璃通過多種不同技術將這些裂縫縫合。

康寧大猩猩玻璃是鋼化玻璃的一種，屬于鋁硅酸鹽玻璃，是智能手機最常用玻璃，比如Galaxy S5、HTC One M8以及iPhone均采用康寧大猩猩玻璃。熱制力在玻璃外部產生壓縮力，迫使屏幕上的細小縫隙緊密結合，增強了大猩猩玻璃的堅固性。除了熱制力之外，大猩猩玻璃還經過一道名為離子交換的化學過程，這道工序也能夠增強玻璃堅固度。

這種玻璃中包含許多生產過程中的鈉，當玻璃浸泡在熱融鉀中時，鉀離子會融進玻璃中，取代鈉離子的位置。鉀離子大于鈉離子，這將會對玻璃表面產生壓力，就像回火處理一樣，讓玻璃變堅固。

鋼化玻璃十分堅固，第三代康寧大猩猩玻璃比大部分金屬堅硬，有可能是手機表面最為堅固的地方。當用戶將手機與鑰匙放在統一口袋中，屏幕不會被鑰匙刮花，但手機背部會留下痕跡。

接下來我們看看大猩猩玻璃的技術指標，不同級別描述不同硬度：

楊格系數：材料的彈性，系數越高硬度越高，不過副作用是增加了材料的脆性。

泊松比：材料在單向受拉或受壓時，橫向正應變與軸向正應變的絕對值的比值。想象經過拉伸的泡泡糖，中間會變得越來越薄。

剪切模量：材料對修剪的反應，這是防止裂縫形成的一個重要因素。

斷裂韌性：衡量材料對裂紋擴展的阻力。

我們將康寧大猩猩玻璃3與最新發布的康寧大猩猩玻璃4對比后發現，第四代的楊格系數變低，這也意味著第四代玻璃的脆度降低。

不過，我們也發現在化工堅固方面，第四代厚度層增加，從40μm增加到90μm，這意味著第四代大猩猩玻璃的防破碎和防裂紋擴展能力得到了增強。下圖為第三代和第四代康寧玻璃的抗損壞能力對比：

不過，如果你使用屏幕保護膜，兩者之間的差別會變小，因為屏幕保護膜會分散壓力，避免壓力集中在一個點造成玻璃損壞。無論人們怎樣通過技術來強化玻璃堅固性，但都無法讓玻璃天生的缺陷消失，這就是為什么一些手機廠商開始將目光投向了其他材料，比如藍寶石。

推薦閱讀：iphone7p和iphone8