הגיבור מאחורי: למה זכוכית כיסוי יכולה להפתיע אותך

הנה מה שהבנתי ביום החדש: אנחנו מוציאים הרבה כסף על טלפונים, טאבלטים או טלוויזיות, אבל החלק שאנחנו נוגעים בו-בחלק שלוקח את כל ההתעללות-כמעט לא מקבל תשומת לב.

 

הזכוכית הזאת בחזית? זה לא סתם

חתיכת חומר חלון. זה כנראה הרכיב המהונדס ביותר שלעולם לא תחשוב עליו.

בדיקת מציאות מהירה

הוצא את הטלפון שלך מיד. תראה את זה. הכוס הזו שרדה נפילות, מפתחות בכיס, נחיתות-למטה על מי-יודע-על איזה משטח, ואלפי החלקות אצבעות שמנוניות. וזה עדיין שם, עדיין ברור, עדיין עובד.

 

זה לא מזל. זו כימיה.

 

עניין הכוח

רוב האנשים חושבים שזכוכית נשברת כי היא "שבירה". זה לא ממש נכון. זכוכית נשברת בגלל פגמים זעירים במשטח-סדקים מיקרוסקופיים שאתה אפילו לא יכול לראות. תחת לחץ, הסדקים האלה התפשטו. לְצַלֵם.

 

זכוכית כיסוי מתקנת את זה באמצעות טריק שנקרא חילופי יונים. אתה לוקח את הכוס, טובל אותה באמבט מלח אשלגן חם, ויוני האשלגן (הגדולים) מחליפים מקומות עם יוני נתרן (הקטנים) ליד פני השטח. היונים הגדולים דוחסים את עצמם פנימה, יוצרים דחיסה וממש סוחטים את הסדקים המיקרו- האלה.

 

תוֹצָאָה? משטח שנלחם בחזרה כשאתה מנסה לשבור אותו.

 

החנונים בתעשייה קוראים לזה "הקשחת תיקים". כל השאר קוראים לזה "איך המסך שלי שרד את הנפילה הזו".

 

עניין השריטה

שריטות הן חיה אחרת. הם לא עוסקים בדחיסה-הם עוסקים בקשיחות.

 

הנה הדבר שאנשים טועים: קשיחות אינה זהה לכוח. אתה יכול לקבל זכוכית שהיא קשה להפליא (עמידה בפני שריטות) אבל שבירה (מתנפצת בקלות). או זכוכית קשיחה (מתכופפת לפני שבירתה) אבל רכה (שורטת אם מסתכלים עליה לא נכון).

זכוכית כיסוי מודרנית מנסה לאזן את שניהם. הדברים האחרונים מ-Corning, AGC, Schott-הם משנים את הכימיה כדי לקבל קשיות מבלי להקריב את ביצועי הירידה. זה מסחר תמידי-.

 

עניין התחושה

זה עדין אבל ענק.

 

השתמשת פעם בטאבלט זול והרגשת שהאצבע שלך נגררת? כאילו היה חיכוך במסך? זו פיזיקת אנרגיית פני השטח. לזכוכית חשופה יש אנרגיית שטח גבוהה-היא רוצה להיצמד לדברים, כולל השמן שעל העור שלך.

 

לזכוכית כיסוי טובה יש ציפוי-בדרך כלל פלואורפולימר, אותה משפחה כמו הטפלון-שמרסקת את אנרגיית פני השטח. האצבע שלך מחליקה במקום מקלות. שמן מעלה חרוזי במקום למרוח.

 

ה"תחושת פרימיום" הזו שכולם מדברים עליה? זו לא הזכוכית. זה הציפוי.

 

הדבר האופטי

הנה מספר: זכוכית לא מטופלת מחזירה כ-4% מהאור בכל משטח. שני משטחים? 8% נעלמו. ביום בהיר, השתקפות זו מסתירה את המסך שלך.

 

ציפויים אנטי-מתקפים את זה על ידי יצירת הפרעות הרסניות-בעצם, מבטלים את האור המוחזר. הפיזיקה כוללת ערימת שכבות עם מדדי שבירה שונים, כל אחת בעובי הנכון.

 

נעשה היטב, השתקפות יורדת מתחת ל-1%. המסך נראה כאילו הוא מודפס על פני השטח במקום קבור מאחורי זכוכית.

בעיית העמידות שאף אחד לא מזכיר

 

הנה מה שמשאיר מהנדסים ערים בלילה: כל השיפורים האלה-חוזק, קשיות, ציפויים-הם נלחמים זה בזה.

 

החיזוק הכימי שהופך את הזכוכית לחזקה? משנה את פני השטח, הופך את הדבקת הציפוי לקשה. הציפויים שמרגישים נהדר והורגים השתקפויות? תתפוגג עם הזמן אם לא נעשה נכון. הקשיחות שעומדת בפני שריטות? לעתים קרובות מגיע עם שבירות.

 

לאזן את כל זה-זה החלק הקשה.

 

הדברים העתידיים

כמה דברים יורדים מהצינור:

זכוכית-לריפוי עצמי היא כבר לא-מדע בדיוני. לא עבור סדקים עמוקים, אלא עבור מיקרו-שפשופים-השריטות הקטנטנות שמצטברות במשך שנים. לכמה קבוצות מחקר יש ציפויים שזורמים ומתקנים בטמפרטורת החדר.

 

פונקציונליות משובצת כבר כאן במעבדות. זכוכית עם חיישנים מובנים, כך שזכוכית הכיסוי עצמה הופכת לחלק ממערכת המגע במקום רק להגן עליה.

 

רזה וחזק יותר ממשיך. UTG (זכוכית אולטרה-דקה) למתקפלים עומד על 30 מיקרון עכשיו . 15 מיקרון מגיע. בסופו של דבר תהיה לנו זכוכית שמתכופפת כמו פלסטיק אבל מרגישה כמו זכוכית.

 

מיחזור טוב יותר כי הרגולטורים דוחפים. קשה למחזר כוסות מיוחדות-כימיה שונה מזכוכית בקבוק. התעשייה בוחנת כיצד להחזיר ולעשות שימוש חוזר מבלי להוריד את המיחזור.