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中國造出比紙還薄的玻璃,汽車都撞不碎,它是用來幹什麼的?

作者:小彭的燦爛筆記

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中國造出比紙還薄的玻璃,汽車都撞不碎,它是用來幹什麼的?
中國造出比紙還薄的玻璃,汽車都撞不碎,它是用來幹什麼的?

文|小彭的燦爛筆記

編輯|小彭的燦爛筆記

【前言】

玻璃的用途在我們日常生活中的運用可以說是非常廣泛,最常見的就是門窗上,我們日常看的電視以及用的電子産品比如手機、電腦的螢幕中也都有玻璃這一原材料的存在。

不過用在不同場合的玻璃的材質也是不一樣的,在液晶顯示屏當中用到的玻璃就是大陸自主研發的玻璃“黑科技”——超薄電子觸控玻璃。

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這個玻璃的厚度隻有0.12毫米,甚至比A4紙的厚度還薄,在相關的實驗中,技術人員把重55g的鋼球在1m的高度處自由落體,讓其砸向玻璃,這一玻璃也完好無損。

這沖擊力就相當于我們日常的家用轎車,以時速150公裡的速度撞停到牆上,是以人們在介紹這款玻璃的時候都會說,這是汽車都撞不碎的玻璃。

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那這樣又薄又韌的玻璃是用來幹什麼的呢?除了用于電子産品之外還有什麼重要的用途呢 ?

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【玻璃“黑科技”】

在2018年4月的時候,大陸這一領域的技術人員利用玻璃玻璃浮法成型工藝制造技術,成功研制出了厚度為0.12mm的玻璃,超薄觸控電子玻璃。

超薄玻璃的厚度在0.1-1.1mm之間,具有非常優秀的力學、光學、熱學、電學及耐化學侵蝕性,在電子裝置制造業之中是非常關鍵的一種材料。

同時在資訊通信以及國防科技等領域也有着廣泛的應用,玻璃越薄,其透光性以及韌性就越大,那相應的對應顯示産品的品質就越輕,性能也會更加優越。

與普通的玻璃相比,超薄玻璃的透明度會更高,表面也會更加的平整,像我們現在用的一些進階化妝鏡就是用超薄玻璃産品做成的。

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其結構與普通的玻璃一樣,都是無規則結構的非晶亞穩态固體材料,制作的主要原料是石英砂、硼酸等無機礦物。

在制造的時候會加入少量的輔助原料,主要成分就是二氧化矽和其它的氧化物,最大的優勢就是重量輕且柔韌性好。

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超薄玻璃的靈敏度也會更高一些的,部分精密儀器儀表表面都必須使用這種材料才能達到高科技時代追求的效果。

因為透光率高,是以就不容易被污染,也不容易褪色,在巨大的沖擊力下,也可以很好的防止破裂,同時在高溫環境下也可以正常使用。

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【為什麼要造超薄玻璃】

玻璃産品的存在可以追溯到4000年前,在古埃及文明以及巴比倫文明的遺迹中,人們都發現了以玻璃為原料制造的器皿。

而制造玻璃的工藝在12世紀的時候被英國威尼斯的玻璃工匠成功複制了出來,後來在20年代末的時候,英國的玻璃巨頭公司皮爾金頓,在孜孜不倦的努力下成功攻克了玻璃浮法成型工藝。

浮法玻璃工藝的攻克也開啟了現代玻璃産業之路, 這一工藝所制造出的材料其所具有的巨大優勢,廣泛應用在一些豪車制造中。

随着時代的發展和進步,傳統玻璃的特點已經滿足不了新時代的需求了,超薄玻璃開始進入到人們的視野當中的,逐漸成為電子裝置制造産業的重要材料。

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因為超薄玻璃的光學素質非常強,是以在相關的應用場景之下,誰具有這樣的優勢,誰就有可能具有壓倒性的優勢。

而且在能源行業之中,這一玻璃也展現出了巨大的發展潛能,比如将超薄玻璃運用在光伏産品之中,可以在很大程度上有效提升其發電效率。

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日本航空航天局的太空太陽能系統超薄輕質反射鏡運用的就是超薄玻璃,在智能手機領域,這一材料也有着關鍵性的作用。

因為超薄玻璃在一定程度上可以提高電池的機關能量密度,也就是說在增大電池容量的時候,不用增加相應的體積,甚至還可以縮小電池的體積。

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智能手機追求的就是輕便,是以在發展的過程中,小體積大容量的電池就對寸土寸金的手機特别重要。

在明白這一技術優勢之後,各個國家都在積極研究引進,開啟自主研發之路。

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【最初玻璃技術被“卡脖子”】

但是英國在攻克了這一工藝之後,即便是對自己的同盟國家,要想使用這一工藝的話,也需要繳納巨額專利費。

在2013年的時候,大陸國内市場中1.1mm以下的超薄乃至極薄玻璃都是空白的,于是我們就隻能從國外大量進口成品。

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而完全依賴進口的弊端很快就展現出來,下遊電子産品的價格一直居高不下,而且不但價格無法協商,連供應什麼樣的材料都得由别人說了算。

在越來越快的時代發展之中,繼續受制于人隻會慢慢落後,我們也逐漸意識到隻有把技術握在自己手裡,大陸相關領域的發展才能更進一步。

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于是在2013年9月的時候,蚌埠玻璃工業設計研究院開啟了超薄電子觸控玻璃項目的技術的技術研發。

在最初的時候,我們的技術人員沒有任何的經驗,裝置和原材料都沒有别人的先進充足,隻能一步一步的試錯。

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【中國超薄玻璃自主研發之路】

在玻璃制造的過程中,最熬人的就是窯爐、錫槽和退火這三個重要環節的反複操作。

因為玻璃的性能是否優越,關鍵就是在原料的配比以及在高溫融化的過程中所發生的化學變化,溫度的把控是極其重要的。

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即便隻有前後兩度的溫差也會給玻璃的性能造成巨大的影響,是以在生産的過程中,就必須時刻注意溫度的變化以及原料的融化情況。

這中間關鍵的裝置就是高溫窯爐以及錫槽,将在窯爐中融化的玻璃溶液倒到錫槽之中,由于錫液密度高,是以玻璃溶液就可以浮在上面。

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之後用拉邊機将玻璃拉薄,然後進入退火窯進行退火,别看隻是三步,但是期間需要調整的參數非常多,有一步沒有達到要求,那生産線上的玻璃就要全部廢掉。

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特别是在第一步的時候,要特别注意觀察窯爐中的融化情況,在其中所添加的金屬原料的熔點是要高于其他原料的熔點的。

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在這一過程中就需要時刻觀察氣泡的産生情況,隻要一有異樣就要及時進行調整,而且要知道在實驗中所做出來的樣本超薄玻璃隻有10厘米寬,而在工業生産當中是需要做到4m寬,這是一個巨大的挑戰。

在這一過程之中,所有從業人員幾乎進行了上萬次的參數調整,而功能的不同所需要調整的參數也不同,整個過程非常繁雜,要求也很高。

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就這樣深耕在這一領域之中焚膏繼晷,我們逐漸實作了從無到有,在這期間大陸的科研團隊經曆了無數次的失敗,但是都沒有想過放棄的。

終于在2014年6月的時候,大陸超薄玻璃的技術突破了0.33毫米,但是這與我們最初的要求還是遠遠不夠的。

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就這樣繼續探索到了2016年4月的時候,他們突破了0.15毫米,最終在大家不懈的努力之下,終于在2018年的時候,中國自主研發制造的超薄玻璃成功下線,甚至重新整理了世界紀錄。

從上世紀的探索開始到成功的這一刻,大陸走了三十年的,在這三十年之間,大陸的科研團隊和科研人員數十年如一日的奮鬥着。

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在2014年之前,大陸國内的電子資訊顯示材料在國際上幾乎是零銷量,但是在之後的四年時間裡,光是蚌埠中建材的材料在國際上的市場佔有率就增加到了40%。

現在大陸的超薄玻璃幾乎已經占領了全球市場,極大滿足了大陸國内各個行業的需求,我們從跟跑、并跑,到現在也逐漸實作領跑。

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【廣泛用途】

到現在這一領域的發展也沒有停下來過,不管是我們現在用的手機還是電腦,都已經廣泛應用起了超薄玻璃,有效提供了裝置的使用壽命。

電視顯示器的背闆材料之中也利用這這個材料,是以現在電視的清晰度都得到了大大的提高,我們實驗室中所運用的光學儀器也更加先進、進階。

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甚至我們日常用的一些化妝品和食品包裝之中,也都廣泛運用到了超薄玻璃,可以說這一材料已經方方面面融入到了各行各業,極大推動了各行各業的發展,給人們的生活帶來了非常大的便捷。

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這一領域的競争仍然在如火如荼的進行着,我們也深知這一耕耘沒有終點,時刻奔跑才是常态,相信在之後,我們也必将會迎來更大突破和成就。

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參考文章:

1、中國建材資訊網——《中國建材集團新材料産業成績斐然》

2、金羊網——《中國造出“超薄玻璃”,厚度堪比A4紙!生産過程全曝光》

3、中國建材集團——《0.12mm超薄玻璃,玻璃中的黑科技》

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