Компания SquareTrade опубликовала исследование, согласно которому за год в США ломается около 50 миллионов дисплеев телефонов — 5761 в час. При этом 66% случаев — это механические повреждения: разбитые или поцарапанные экраны. Но почему некоторые телефоны остаются целыми при падении, а другие — нет? Все дело в технологии изготовления стекла, которую используют производители электроники. От ее выбора зависит ударопрочность смартфона.
В 2018 году компания Tom’s Guide провела исследование, в котором показала, что поломка экрана телефона зависит не только от высоты падения. В ходе эксперимента устройства, падающие с высоты 30 м, оставались целыми, а экран телефона той же модели, падающий с 1.8 м, разбивался вдребезги. Оказалось, что решающее значение имеет угол, под которым приземляется смартфон, а не высота. Все дело в атомной структуре материала, из которого сделан экран. Стекло — аморфное твердое вещество, которое не имеет организованной кристаллической структуры как, например, алмаз. Атомы стекла расположены беспорядочно и колеблются вокруг определенных положений. Это значит, что сильным точечным воздействием можно разрушить эту структуру, и стекло треснет. Если же телефон упадет экраном вниз плашмя, то с высокой вероятностью останется цел, потому что сила распределится равномерно.
Создать идеально прочное стекло сложно, но ближе всех к этому оказалась компания Corning Inc. Их первая фабрика была построена в 1851 году в Кентукки, США. Исследователи работали над созданием передовой оптики для промышленного и научного применения. Поворотным моментом для компании стал звонок Стива Джобса в 2007 году, за полгода до выхода первого iPhone. Он попросил Corning разработать суперпрочное стекло для новой линейки смартфонов. До этого момента большинство телефонов было сделано полностью из пластика.
Сегодня Corning выпустила уже шесть поколений Gorilla Glass. С каждым из них увеличивается прочность и устойчивость к падениям, а также уменьшается толщина стекла. Технологию назвали в честь одного из самых сильных животных на планете. Особенность изготовления такого стекла состоит в химической закалке. Рассмотрим ее подробнее.
Процесс производства Gorilla Glass
Производители выделяют два ключевых процесса. В сочетании с запатентованным составом стекла Corning они позволяют ему сохранять большую прочность даже после небольшого надреза или царапины и защищают его от новых трещин и дефектов.
1. Процесс слияния
Производство сплавов Corning — основа их лидерства в технологии создания защитного стекла. Этот высокоточный автоматизированный процесс, при котором смесь — состав которой создатели хранят в секрете — буквально вытягивается под собственным весом в тонкое листовое стекло с безупречным качеством поверхности. Оно отличается высокой оптической четкостью и стабильностью размеров.
Сначала исходные материалы плавятся в общем котле и перемешиваются до однородности. Массу подают в огромную печь, где она нагревается до 1000 градусов Цельсия, после чего попадает в специальный желоб, сужающийся книзу. На выходе масса свободно стекает вниз с высоты более семи этажей в виде тончайшего листа, успевая остыть и затвердеть. На протяжении всего процесса человек стекла не касается: разделение застывшей массы на фрагменты производят роботы.
2. Ионный обмен
Ионный обмен — один из способов изменения химического состава материала. Стекло помещают в горячую ванну с солевым раствором при температуре около 400 градусов Цельсия. Высокая температура запускает процесс ионного обмена, который выталкивает меньшие ионы натрия из поверхности стекла и заменяет их ионами калия большего размера, извлеченными из соли. При остывании новые частицы располагаются еще ближе друг к другу и создают сильное напряжение. Особенный состав Gorilla Glass позволяет им проникать глубже в поверхность. Это способствует большему сжатию его атомной структуры и делает стекло более прочным и гибким.
При всех достоинствах, Gorilla Glass — не идеальное покрытие. Оно все еще остается стеклом, которое можно поцарапать, потому что создатели сделали упор на его устойчивость к падениям. Важно помнить, что оно не является панацеей, несмотря на то, что большинство компаний будут упоминать о том, что используют Gorilla Glass в своих устройствах из-за положительной репутации технологии. При этом устройство, устойчивое к царапинам или падениям может вообще не использовать Gorilla Glass.
В следующем посте мы расскажем про альтернативы Gorilla Glass.