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揭秘康宁未来玻璃是如何诞生的

2012-09-27 11:36
九一隐士
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  “我们将这 个称为‘挪威之锤’。”“大猩猩玻璃”家族所有新玻璃开发工作的负责人杰明·艾敏(Jaymin Amin)说道,他从一个木箱中拉出了一个金属圆筒,这个工具被飞机工程师广泛用于测试飞机铝制机身的强度。但艾敏对这种工具的使用方式则是,他将这种装 有弹簧的冲击锤体向后拉,然后再放手,从而释放出2焦耳的力量,对一块1毫米后的玻璃进行打击,这种力量足以在一块木头上打出一个凹痕,但这块玻璃却毫发 无损。

  “大猩猩玻璃”的成功对康宁来说代表着某种独特的挑战,这是这家公司首次面临着 如此迅速的迭代需求:每次有新版本的玻璃发布时,这种玻璃在特定领域中的表现都需要受到监控,目的是确保其可靠性和稳健性。为了做到这一点,艾敏及其领导 下的团队搜集了数以百计的已破裂“大猩猩玻璃”手机。“几乎所有的破裂,无论是大是小,都是从一个点开始的。”康宁的高级研究科学家凯文·雷曼 (Kevin Reiman)说道,他指向一部HTC Wildfire手机的一块几乎看不到的芯片。他的面前摆着许多显示屏破裂的手机,这部HTC手机是其中之一。一旦能找到那个点,那么就能开始对裂缝进行 测量,从而了解张力是如何作用到玻璃上的;如果能复制一次破裂的过程,那么就能研究出破裂是如何传播的,并设法防止破裂的发生,无论是通过改变成分结构改 变的方式,还是通过化学强化的方式。

  在这种信息的“武装”下,艾敏的团队致力于一次又一次地重新创造精确的破裂过程,他们使用杠杆式压力机、滴落试验器、自由引力球体坠落以及多种工业弯折设备来进行这种测试,甚至还动用了一个高速摄像机,能以每秒钟100万帧的速度来研究曲折和裂纹是如何传播的。

  所 有这种毁坏和有控制的故意破坏的实验终于取得了成效。与最初版本的“大猩猩玻璃”相比,“大猩猩玻璃2”的强度提高了20%,而第三个版本则将在明年初面 世。康宁的成分构成科学家将抗压应力推升到了极限,从而完成了这项任务——对于第一个版本的“大猩猩玻璃”,他们是相对保守的——与此同时,科学家们还设 法避免了爆炸性破裂的可能性。不过,这种玻璃仍旧是一种相对易碎的材料。虽然这种脆弱的材料在受到压力时倾向于十分强硬,但在面临张力时却会变得非常脆 弱:如果你弯折这种玻璃,那么就可能导致其破裂。对“大猩猩玻璃”来说,关键的问题在于压缩层会让裂纹不会传播到材料的其他部分,从而避免张力作用于这种 玻璃时不会发生灾难性的后果。手机掉到地上一次,显示屏可能不会破裂,但有可能已经对其造成了足够的损害,使其无法抗拒以后承受的力量;在这种情况下,如 果手机第二次掉到地上,即使并非那么严重,对显示屏来说也可能会是致命的。对于一种一切都与“权衡取舍”法则有关的材料来说,这是一种无可避免的后果。

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