一片玻璃到手机保护盖板的艺术之旅

手机屏幕的 Cover lens 从早期的透明 PC 材料，发展到 PMMA 材质，到现在的玻璃材质 Cover Glass。众多玻璃材质中，CORNING 的玻璃却独树一帜，成为众手机厂商宣传的标签。

 

但是现在手机玻璃发展的关注点由材质转变到形态，也就是双曲面玻璃及四曲面玻璃，那是因玻璃抗划伤及抗跌落性能，经过不断改进迭代，发展已经到达瓶颈，能提升改善的空间非常有限。

 

玻璃是一种非晶的无机材料，无机材料、金属材料、有机材料并列为自然界三大主要材料。无机材料是所谓的金属氧化物、碳化物、氮化物及氢化物等。

 

玻璃的主要成分是二氧化硅，玻璃质地坚硬且脆，是一种无色的透明材料，并可添加各种成分制成茶色玻璃、淡墨色玻璃、钴蓝色各种颜色的玻璃。

 

玻璃按主要成分可分为非氧化物玻璃和氧化物玻璃。非氧化物玻璃品种和数量很少，主要有硫系玻璃和卤化物玻璃。氧化物玻璃又分为硅酸盐玻璃、硼酸盐玻璃、磷酸盐玻璃等。氧化物玻璃通常按玻璃中二氧化硅以及碱金属、碱土金属氧化物的不同含量又分为石英玻璃、高硅氧玻璃、钠钙玻璃、铅硅酸盐玻璃，铝硅酸盐玻璃、硼硅酸盐玻璃、磷酸盐玻璃。

而智能电子产品中常用到的是钠钙玻璃、以及铝硅酸盐玻璃。

 

玻璃材质在不同角度看时，会呈现不同颜色，主要是因为玻璃的成分里含有金属离子（发散离子），最主要的影响是 Fe2O3 的含量；其含量越高，颜色越绿。

Soda-lime glass: Fe+ ≈1000 ppm

 

Gorilla-Like glass: Fe+≤250 ppm

 

TFT-LCD glass: Fe+≤150 ppm(super-white)

 

超白玻璃具有高透过率（>92% 以上），紫外线透过率低，应用于太阳能、TFT 行业。

 

氧化铁：呈橄榄绿（黄绿-绿）

 

氧化锰：呈紫色（钠-石灰玻璃、且在强氧化状态下形成）

 

氧化钴：非常低的含量暗棕色

 

钾含量多的玻璃->呈现纯蓝色

 

钠或硼含量多的玻璃->呈线状的蓝色

 

氧化铜：钠石灰玻璃成蓝绿色铅玻璃中呈蓝绿色

 

氧化亚铜：呈宝石红色

 

玻璃进行特殊处理后，表面硬度大幅提升，提高玻璃表面抗划伤能力，以及抗冲击能力，这就是玻璃的强化。玻璃的强化方法有二种，对应不同玻璃厚度，物理强化和化学强化。而消费类电子产品通常用的是化学强化工艺，与物理强化比较，主要优点效率高及化学强化后不翘曲变形，最主要的是表面应力较高。

为什么同样的强化条件，钠钙玻璃 sodalime =8μm；而 Gorilla DOL=40μm？化学强化增强玻璃抗划伤及抗冲击强度，形象一点就是在浇注水泥时一定要有钢筋，主要原因是 Gorilla glass 为高铝酸盐玻璃，原料里 Al2O3 的含量高，达10-15%，而钠钙玻璃含量仅为 1-2%。Al+ 是一种良好的活性催化剂，会加快 Na+ 与 K+ 的交换。

 

Al2O3 具有比表面积大（约为 200-600m2/g）和孔隙率大的特征，有强的吸附能力和催化活性，是一种理想的催化剂。所以，可以使用氧化铝作为催化剂来缩短化学强化时间 ，节省成本及提高效率。

 

化学强化后的玻璃，玻璃具有非常好的柔韧性，具有一定抗冲击力。虽然玻璃加工艺已经非常成熟，但是基于工艺复杂及良率，成本还是较高，目前取代玻璃后盖的仿玻璃复合材质应运而生，对玻璃材质后盖占有率会有冲击。