Hoewel koolstofvezel, aluminium en Kevlar beperkt worden gebruikt in draagbare toepassingen, ligt het een beetje anders op het gebied van beschermende coatings voor displays. Onder de schermen met verhoogde weerstand tegen slijtage, krassen en andere mechanische schade, is er al lang een effectieve leider. Hij is bij iedereen bekend. We hebben het over Gorilla Glass, waar we het vandaag over zullen hebben.
Een reis naar de geschiedenis
Hoewel dit materiaal in de moderne wereld pas vijf jaar bekend is, heeft de innovatieve technische oplossing een weinig bekende voorganger, die in de jaren 60 van de twintigste eeuw werd uitgevonden. Volgens experts van Corning zijn enkele van de allereerste experimenten die gericht waren op het verbeteren van de sterkteparameters van glas 50 jaar geleden begonnen.
Het resultaat van deze onderzoeken was het materiaal dat de naam Chemcor kreeg. Helaas was het product zijn tijd vooruit en vond het in die tijd geen praktische toepassing. Het bleef ondergewaardeerd, dus er zijn nu praktisch geen concrete voorbeelden van het wijdverbreide gebruik ervan. Slechts een paar raceauto's in de Verenigde Staten van Amerika hebben glaselementen gekregen vanwege:lichtere Chemcor dan conventionele producten.
Corning-ingenieurs hebben echter herhaaldelijk benadrukt dat Gorilla Glass fundamenteel anders is dan zijn voorganger. Je moet er niet van uitgaan dat de moderne coating voor smartphone- en tabletschermen meer dan een halve eeuw geleden is uitgevonden. Nu zou Chemcor kunnen worden gebruikt als een beschermend scherm voor mobiele telefoons en andere compacte gadgets, maar de kosten zijn veel hoger vanwege verschillende productiemethoden en technologieën.
Vraag
Pas in 2006, toen het werk aan de eerste generatie iPhone begon, zag Apple zich genoodzaakt om de mechanische weerstand van polymeerschermen, die toen overal werden gebruikt, te verbeteren.
Er is een legende dat deze kwestie pas geïnteresseerd raakte nadat het prototype van de smartphone tijdens een ochtendrun in de zak zat met de sleutels van een van de topmanagers. Het staal liet een paar opvallende krassen achter die Apple's triomf ontsierden. Als gevolg hiervan werd de uitdaging aangenomen en was Steve Jobs het eens met Corning, die ervaring had met het ontwikkelen van een geschikte polymeercoating.
Ondanks het feit dat de presentatie van de smartphone van Apple gepland stond voor begin 2007 (de release zou pas iets later plaatsvinden), werd de taak volledig geklaard. Corning was in staat om zijn product te verbeteren en de benodigde hoeveelheid Gorilla Glass-polymeerfilms te leveren voor Steve Jobs Corporation.
Het is vermeldenswaard dat, hoewel metalen voorwerpen niet inin staat om sporen achter te laten op de beschermende coating, is het nog steeds machteloos tegenover individuele zanddeeltjes. Deze silicaatdeeltjes dringen door in de zakken van gebruikers en veroorzaken verschillende defecten op het ideale oppervlak van telefoonschermen. Ze vormen nog steeds een probleem voor veel hightech-apparaten.
Herkenning
In de eerste paar jaar na de komst van Gorilla Glass vulde glas met zulke uitstekende eigenschappen een zeer gewilde niche. Maar het technologisch onderzoek naar de verdere ontwikkeling van het materiaal stond niet stil. De volgende vijf jaar werden besteed aan uitgebreide verbetering, met als doel een product te verkrijgen met een minimale dikte, maar minstens dezelfde sterkte.
De resultaten lieten niet lang op zich wachten en begin 2012 verscheen een waardig alternatief - Gorilla Glass 2, waarvan de lineaire afmetingen met 20% afnamen. Hoewel andere kenmerken van de beschermende coating niet significant zijn veranderd, heeft dit materiaal fabrikanten in staat gesteld om compactere en productievere gadgets te produceren. Er was een keuze: om het gewicht en de dikte van de technische middelen op hetzelfde niveau te laten, of om hun beschermende schermen sterker en kleiner te maken.
Tweede "Gorilla"
Door de introductie van Corning Gorilla Glass van de tweede generatie zijn de optische eigenschappen van displays en hun functionaliteit verbeterd. Het verminderen van de dikte van het materiaal leidde ertoe dat de kijkhoeken en helderheid toenam, de sensormatrices veel gevoeliger werden voor aanraking, en over significantede moeilijkheden van "winterbeheer" zouden kunnen worden vergeten. Dit zorgde tot op zekere hoogte voor de populariteit van touchscreen-gadgets en bracht hun verkoop naar een onbereikbaar niveau.
Samenwerking met reuzen
Tijdens hetzelfde 2012 stond Corning bekend om zijn samenwerking met Samsung, dat geïnteresseerd was in de verdere ontwikkeling van polymeercoatings met verbeterde eigenschappen. Volgens de taakomschrijving was het noodzakelijk om een alternatief te creëren dat tegelijkertijd bestaande oplossingen zou kunnen vervangen en aanvullen. Het gaat niet alleen om de verscheidenheid aan smartphones met Gorilla Glass.
Samsung was geïnteresseerd in het verbeteren van de weerstand tegen thermische belasting, wat de respons van aanraakschermen verhoogde en leidde tot verminderde vervorming tijdens mechanische druk. Dit verhoogde de hulpbron van het touchscreen en verbeterde de bruikbaarheid ervan.
Het resultaat van de interactie tussen de twee bedrijven was de opkomst van Lotus Glass. Dit materiaal voldeed volledig aan alle vereiste parameters. Er is echter ook een zekere functionele verdeling ontstaan: het Gorilla Glass-scherm is slechts een coating, terwijl Lotus een substraat is voor displays, dat geen krasbescherming biedt. Dus begonnen deze materialen alleen samen te worden gebruikt, wat de sterkte van het scherm, de weerstand tegen schokken, scheuren en andere mechanische spanningen aanzienlijk verhoogt.
De volgende evolutieronde voor Corning-producten vond plaats als onderdeel van CES-2013. Toen werd Gorilla Coating geïntroduceerdGlas 3 dat 50% slagvaster en minstens 40% krasvaster is. Als onderdeel van de tentoonstelling in Las Vegas werden deze cijfers aan het publiek bevestigd. Uitstekende resultaten die bijna foutloos kunnen worden genoemd, leidden tot het aanbrengen van een nieuwe beschermende coating op de iPhone5S en vlaggenschepen van Samsung.
Distributie
Het komt erop neer dat Gorilla Glass zijn weg heeft gevonden naar de producten van meer dan dertig van de grootste elektronicafabrikanten, en de beschermende coating zelf is geïnstalleerd op minstens 300 miljoen apparaten wereldwijd.
Dat is de korte geschiedenis van de triomf van dit beschermende materiaal, maar het is ook niet te missen.
Doel
Het belangrijkste doel van deze coating is het minimaliseren van de gevolgen die kunnen optreden bij aanzienlijke dynamische of statische effecten. Tegelijkertijd is dit beschermende scherm vereist om een compact formaat, dikte en laag gewicht van apparaten te behouden tegen lage kosten, vervorming van de beeldkwaliteit en gevoeligheid van het aanraakscherm.
Productie
Het geheim van de kracht van Gorilla Glass 3 ligt in de hightech chemische behandeling van glas, waarbij ionen worden uitgewisseld. Om dit te doen, wordt het materiaal in een oplossing van kaliumzouten geplaatst, die wordt verwarmd tot een temperatuur van ten minste 400 graden Celsius. Dit wordt gevolgd door het proces waarbij de natriumionen die in het glas aanwezig zijn, worden vervangen door geladen kaliumdeeltjes - ze zijn groot van formaat.
Volgens de resultatenkoeling en extractie van de grondstof uit de oplossing, de lineaire afmetingen van het glas worden verminderd, het gesubstitueerde kalium verdicht het oppervlak van het materiaal, wat het mogelijk maakt om een meer duurzame en uniforme laag van de stof te verkrijgen.
Het fabricageproces van Gorilla Glass 3 is geoptimaliseerd zodat veel deeltjes door de dikte doordringen en de beschermende coating gelijkmatig versterken.
Geografie
Tot op heden zijn de productielocaties van Corning niet veel veranderd. De productie is alleen maar uitgebreid en naast de Verenigde Staten van Amerika wordt de beschermende coating ook in Taiwan en Japan geproduceerd.
Dikte
Als we het hebben over veranderingen in de lineaire afmetingen van het materiaal, dan is het de moeite waard om de alomtegenwoordigheid van Gorilla Glass te vermelden. Een smartphone zonder dit gehard glas is al onmogelijk voor te stellen, hoewel de toegestane laagdikte slechts 0,5 tot 2 millimeter is (dit is 10-50 keer meer dan de diameter van een mensenhaar).
Het is niet nodig om 2 mm-materiaal voor mobiele telefoons te gebruiken, aangezien de totale dikte van moderne gadgets zelden groter is dan 1 cm, en een dergelijke toename in afmetingen kan leiden tot een afname van de prestatiekenmerken en prestaties. Daarom wordt voor smartphones en andere ultracompacte elektronica een beschermende coating van maximaal 0,8 mm gebruikt, wat niet leidt tot een verslechtering van de prestaties of sterkte. Als gehard glas bedoeld is voor tv's of laptops, wordt een materiaal met een dikte van 2 mm gebruikt. Het biedt de perfecte combinatiebetrouwbaarheid en slijtvastheid.
Kracht
Meting van deze parameter voor Corning Gorilla Glass 3 werd uitgevoerd door de Vickers-methode, wat een proces is van inkepingen van een met diamanten bedekt prisma met een hoek van 136 graden, waarvan het aftellen begint vanaf tegenoverliggende vlakken van de figuur.
Om de hardheid in dit geval te bepalen, worden de standaard fysieke drukwaarden gebruikt die zijn geaccepteerd in het internationale SI-systeem. De gebruikelijke maat in dit geval is Pascal (Pa), waarvan de betekenis de verhouding is tussen de uitgeoefende belasting en het interactiegebied. Volgens Vickers wordt een vereenvoudigde methode voor het registreren van hardheid aangenomen, deze wordt weergegeven in HV-symbolen. Deze methode wordt meestal gebruikt voor dunne plaatmaterialen, waaronder beschermende coatings. Bijvoorbeeld: 120HV50 betekent dat onder invloed van een kracht van vijftig kilogram de hardheid 120 eenheden was. In algemeen aanvaarde gevallen is de duur van de toegepaste impact ongeveer tien tot vijftien seconden. Indien nodig wordt echter de duur van de belastingstest aan het einde van het record toegevoegd, gevolgd door een schuine streep 30. De volledige weergave ziet er als volgt uit: 120HV50/30.
Droge feiten
Volgens de testresultaten was de hardheid van Gorilla Glass (de eerste generatie telefoons waren ermee uitgerust) ongeveer 700 eenheden onder invloed van een kracht van tweehonderd gram. Bijvoorbeeld: ijzer wordt gekenmerkt door een indicator van slechts 30 eenheden. – 80HV5. Zoals blijkt uit het voorbeeld van deze waarden, overschrijdt de hardheid van de bestudeerde beschermende laag deze indicator voor gewone soda(natronkalk) glas minimaal drie keer. Om meer in detail uit te leggen, is het meest voorkomende type van dit materiaal te vinden in externe beglazingen of flessen.
Openbare proeven
Corning heeft veel demonstraties gegeven die dit cijfer daadwerkelijk hebben bevestigd. Op tentoonstellingen kon iedereen worden overtuigd van de betrouwbaarheid van de opgegeven waarden wanneer met een miniatuurpers gewoon glas van 1 mm dik en Gorilla Glasss werden doorboord. In het eerste geval vond vernietiging plaats bij een belasting van drieëntwintig kilogram, terwijl in het tweede geval - minstens vijfenvijftig kilogram. Dit geeft een veiligheidsfactor van 2,4. Voor de derde Gorilla zijn deze waarden echter 50% hoger en zal de vergeleken veiligheidsmarge meer dan 3,6 keer bedragen.
Dit verklaart waarom de hele constellatie van toonaangevende elektronicafabrikanten de ontwikkeling van dit ademende materiaal volgt en al het mogelijke doet om de glanzende gezichten van hun smartphones en andere gadgets snel bij te werken. Sinds eind 2013 hebben bijna alle vlaggenschepen van de elektronica-industrie een heavy-duty nieuwigheid van Corning gekregen.
Dit evenement ging niet voorbij aan de ogen van gewone gebruikers, die, zoals altijd, aandacht besteden aan de praktische kant van het probleem. Ze begonnen onmiddellijk te volgen waar ze innovatieve ontwikkeling toepassen, omdat talrijke studies en onderzoeken het mogelijk maakten om alle nuances van de werking te voorzien.
Dit gehard glas is niet alleen getest op mechanische slagvastheid, maar ook op impactveel chemische en biologische stoffen, maar ook voedingsmiddelen en cosmetica. Nu zullen parfum, lippenstift, scheerproducten, water of alcohol de structuur niet beschadigen. Bovendien is Gorilla Glass gemakkelijk schoon te maken - veeg het gewoon af met een droge doek en vingerafdrukken zijn verdwenen. Het is niet nodig om geld uit te geven aan speciale wasmiddelen. Dit voordeel zal volledig worden gewaardeerd door de eigenaren van smartphones of tablets met andere soorten beschermende coatings, zij zijn zich als geen ander bewust van de moeilijkheden die zich voordoen bij het schoonmaken.
Als gevolg hiervan is het meest kwetsbare deel van de telefoon - het display - zijn voordeel geworden. Dankzij zijn vele sterke punten presteert Gorilla in alle opzichten beter dan zijn concurrenten en laat hij ze geen kans.
