在智能手機(jī)、平板電腦等電子設(shè)備普及的今天,“9H硬度”幾乎成為屏幕保護(hù)領(lǐng)域的黃金標(biāo)準(zhǔn)。
無論是屏幕本身還是鋼化膜,廠商常以“9H硬度”作為抗刮擦性能的賣點(diǎn)。但這一數(shù)值背后的秘密究竟是什么?
為何鋼化玻璃能實(shí)現(xiàn)如此高的表面硬度?本文將從材料科學(xué)和工藝角度深度解析。
一、9H硬度的定義與意義
“9H”并非莫氏硬度(Mohs Scale),而是鉛筆硬度測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)ISO 15184標(biāo)準(zhǔn),H代表鉛筆芯的硬度等級(jí),
9H是鉛筆硬度中的最高級(jí)別,對(duì)應(yīng)劃痕測(cè)試中難以被刮傷的特性。
這一指標(biāo)意味著鋼化玻璃表面能夠抵御日常生活中鑰匙、砂礫等尖銳物體的摩擦,保護(hù)屏幕免受劃痕困擾。
但需注意,高硬度并不等同于“抗摔”。鋼化玻璃的脆性特性使其在受到強(qiáng)沖擊時(shí)仍可能碎裂,
因此需結(jié)合其他工藝提升綜合性能。
二、鋼化玻璃的核心工藝:從普通玻璃到“強(qiáng)化鎧甲”
鋼化玻璃的制造工藝被稱為“物理強(qiáng)化”或“化學(xué)強(qiáng)化”,其核心目標(biāo)是在玻璃表面形成高強(qiáng)度壓應(yīng)力層,
從而提升抗沖擊和抗彎曲能力。以下是關(guān)鍵工藝步驟:
原料選擇與熔制
鋼化玻璃的基礎(chǔ)材料為高純度硅砂、純堿和石灰石,通過高溫熔爐(1500℃以上)熔化成均勻的玻璃液。
原料配比直接影響最終玻璃的強(qiáng)度與透光性。
成型與退火
浮法工藝是主流成型技術(shù),玻璃液漂浮在熔融錫液表面,形成平整表面,隨后通過退火消除內(nèi)部應(yīng)力,
避免后續(xù)加工中的自發(fā)破裂。
鋼化處理:冷熱交替的“淬煉”
物理鋼化:將玻璃加熱至接近軟化點(diǎn)(約620℃),隨后用高壓空氣急速冷卻表面,
使外層快速收縮形成壓應(yīng)力,內(nèi)部則保持張應(yīng)力平衡。這一過程可提升玻璃強(qiáng)度4-5倍。
化學(xué)鋼化:通過離子交換工藝(如鉀離子置換鈉離子),在玻璃表面形成致密壓縮層。
化學(xué)鋼化玻璃的強(qiáng)度更高,且適用于復(fù)雜曲面,但成本較高。
三、技術(shù)突破:如何實(shí)現(xiàn)9H硬度?
9H硬度的實(shí)現(xiàn)不僅依賴鋼化工藝,還需結(jié)合以下關(guān)鍵技術(shù):
表面涂層技術(shù)
通過納米級(jí)疏油層(如TORRAS的Tora-Silk涂層)或陶瓷鍍膜,減少指紋殘留并提升表面光滑度,間接增強(qiáng)抗刮擦性能。
強(qiáng)化工藝創(chuàng)新
例如,TORRAS的Diamond Shield采用Tora-CRC強(qiáng)化工藝,通過多次高溫處理與急速冷卻,使玻璃分子結(jié)構(gòu)更緊密,
硬度比普通鋼化玻璃高3倍2??祵幋笮尚刹Aictus則通過混合鋁硅酸鹽配方,將抗跌落高度提升至2米,
同時(shí)抗刮擦性能優(yōu)于傳統(tǒng)材料4倍。
邊緣加固設(shè)計(jì)
鋼化玻璃邊緣易碎,部分廠商通過3D拋光或軟邊包覆技術(shù)(如軟邊鋼化膜)分散應(yīng)力,降低邊緣碎裂風(fēng)險(xiǎn)。
四、實(shí)際應(yīng)用:從屏幕到保護(hù)膜的技術(shù)延伸
鋼化玻璃工藝不僅用于設(shè)備原廠屏幕(如康寧大猩猩玻璃),也延伸至第三方保護(hù)膜領(lǐng)域:
屏幕保護(hù)膜:以iQOO 13的X.Glas Plus為例,其采用鋁酸鹽玻璃,通過13個(gè)月的研發(fā)優(yōu)化,
抗斷裂性能比普通玻璃高2倍,同時(shí)保持0.33mm超薄厚度。
多功能復(fù)合層:高端保護(hù)膜結(jié)合納米硅膠粘合劑、防藍(lán)光涂層(盡管部分研究表明防藍(lán)光效果存疑)等,
平衡保護(hù)性與用戶體驗(yàn)。
五、未來趨勢(shì):更薄、更強(qiáng)、更智能
隨著柔性屏和折疊設(shè)備的普及,鋼化玻璃工藝面臨新挑戰(zhàn):
超薄柔性鋼化膜:通過化學(xué)強(qiáng)化和聚合物復(fù)合層實(shí)現(xiàn)可彎曲的高硬度保護(hù)層。
自修復(fù)技術(shù):部分廠商研發(fā)微裂紋自動(dòng)填充材料,延長保護(hù)膜壽命。
環(huán)保工藝:減少高溫熔煉能耗,開發(fā)可回收鋼化玻璃材料。
結(jié)語
9H硬度的背后,是材料科學(xué)與工藝技術(shù)的精密結(jié)合。從高溫熔煉到離子交換,每一道工序都在為屏幕的耐用性賦能。
然而,消費(fèi)者在選擇時(shí)需理性看待“9H”宣傳,結(jié)合抗摔性能、邊緣處理等綜合考量。未來,隨著技術(shù)迭代,
鋼化玻璃或?qū)⒊蔀橹悄茉O(shè)備“隱形鎧甲”的代名詞,讓用戶真正實(shí)現(xiàn)“裸機(jī)自由”。