手机屏砸核桃，为何不怕碎
重庆某公司超薄玻璃智能化生产线，每年有上亿片手机屏纳米微晶玻璃从这里下线。（作者供图）
用手机屏幕砸核桃，曾被很多手机生产厂家用以佐证自身的技术实力。一时间，关于谁家手机结实、抗摔成了大家讨论的热点话题。在剧烈碰撞场景下，手机屏幕的防护由何实现？答案在于兼具抗冲击、耐刮划性能的纳米微晶玻璃——一块7英寸的手机玻璃屏幕中，均匀分布着数亿颗纳米晶体。
20世纪50年代，美国一家玻璃公司制作玻璃时误将温度调高，却意外让玻璃内部长满了微型晶体，如同在水泥中植入了钢筋骨架。这种质地坚硬、不易破碎的新材料后来被命名为微晶玻璃，它兼具玻璃的可加工性和晶体的耐高温、高强度特性，应用范围广泛。
多年来，受价格和技术等因素影响，我国手机制造领域，很难用上强度更高、更防划的屏幕玻璃。这是因为纳米微晶玻璃在制造时，需要精准地控制温度，从而让玻璃内部原本不规则的原子有序排列。这个生产过程如同雕刻，而温度就是操控人员手中的刻刀，必须在极小的范围内操作，一丝一毫的偏差都会影响玻璃质量。
大家知道，温度控制是工业生产中比较常见的场景，可在玻璃制造领域，难题就来了。其中，最重要的技术难题就是如何避免生产出的玻璃中有气泡。玻璃中有气泡，就如同在墙体上挖了许多小空洞，其坚固程度会大打折扣。经过科研人员深入分析，这种气泡是玻璃液接触炉底时产生的，要想减少气泡，必须给窑炉降温。
面对技术挑战，我国科研人员提出扔水包降温的想法，每隔2小时，把由钢板制成的水包往窑炉伸进10毫米，给窑壁降温、消除气泡。
然而，这种扔水包的做法不是长久之计。生产玻璃的间歇性窑炉的温差最小只能达到10℃，要确保玻璃中纳米级晶体有序排列，需要将温度变化控制在1℃以内。
为此，科研人员进行了上万次的工艺调整和改进，创新研发温度控制设备——隧道窑。隧道窑的特点在于窑中各个区域温度不同，生产中由装载玻璃的特殊窑车有序推进，使其始终在稳定的温度范围内，进行各种工艺生产流程。经过科研人员的不懈努力，如今，中国手机品牌终于有了属于自己的“硬核”玻璃。
（作者系重庆科技馆科技辅导员）
（编辑：吴桐）
来源：中国科普网
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