最近看到网上在热议一个话题，就是现在智能手机的屏幕的材质问题，因为最外侧是一面是我们日常使用手机接触最多的地方，也是最容易被刮花的地方。
曾几何时，在国内手机品牌的发布会里，都会重点宣导自家的手机屏幕使用的是康宁大猩猩几代几代的玻璃，很坚固很耐刮等经典名场面。
短短几年，国内产业链经过积累发展，很快就有了自己的耐磨玻璃。以行业龙头华为为例，就很快推出了昆仑玻璃，后续荣耀也宣布了自己手机型号搭载的巨蜥玻璃。本次就闲聊一下手机的屏幕玻璃，随着技术发展，如有不准确的地方，还请大家多多指导。
康宁大猩猩玻璃盛极一时
今天，大部分智能手机都以玻璃作为屏幕的保护面板，但早期的手机屏幕盖板并不是玻璃。
在键盘功能机，甚至是「大哥大」时期，屏幕的保护面板以PC塑料（聚碳酸酯）和有机玻璃（PMMA）材质为主，这两种材质都有一个最大的弱点——不太耐磨。但当时的手机功能较少，显示的内容基本以文字为主，因此，即便有些许划痕也不影响使用。
可是，到了触屏手机时代，屏幕变得越来越大，承载的功能越来越多，如果屏幕不清晰，那么观影、拍摄、阅读、办公等一系列体验将大打折扣。
2007年，苹果初代iPhone亮相，首次实现「玻璃面板+电容式全触屏」的交互，在无键盘的大屏智能触控屏幕表面覆盖着的正是一层经过化学强化处理的碱铝硅玻璃，由此才算开启玻璃屏幕面板的主流之路。
玻璃屏幕面板更通透，质感更细腻，也更加耐刮，不过也有缺点：质地脆、不抗摔。以iPhone为例，如果屏幕摔坏，维修价格高达千元，让消费者大呼「伤不起」。这也直接促使手机外壳顺势兴起。然而，手机外壳可是手机瘦身「拦路虎」，与手机越来越轻薄的追求相悖。
2010年，苹果第一代Retina视网膜屏手机iPhone4正式发布，前后双玻璃的设计，号称采用了当时业界最坚固耐磨的玻璃面板，而这块玻璃就是康宁的当家产品——大猩猩玻璃（Gorilla Glass）。
据业内人士透露，康宁一直是苹果玻璃面板的原料供应商，第一代大猩猩玻璃就是为iPhone 4专门研发的。后来，经过不断地迭代更新，康宁玻璃的抗磨抗摔性能优异，越来越多手机品牌都选择康宁玻璃作为盖板。十几年中，康宁始终占据手机屏幕玻璃领先地位。
近几代iPhone将大猩猩玻璃舍弃，改用为超瓷晶玻璃，但超瓷晶玻璃也是苹果和康宁共同研发的。据悉，超瓷晶玻璃是康宁在大猩猩玻璃的基础上，将氧化物（如氧化铝）加入到玻璃中，从而提高玻璃的硬度和耐磨度。
康宁大猩猩玻璃官方网站显示，自2016年康宁第五代大猩猩玻璃推出之后，包含华为、小米等在内的各大手机厂商，都先后采用其作为新旗舰手机的亮点宣传。
华为昆仑玻璃
到到昆仑玻璃不得不说重庆鑫景特种玻璃工厂，也不得不佩服华为大力支持国内供应链的发展思路。
重庆鑫景特种玻璃工厂通过复合粒子强化注入，一片昆仑玻璃的面板中就有数以亿亿个高强度纳米晶体，抗冲击阻开裂。华为昆仑玻璃获得全球首个瑞士 SGS 五星级玻璃耐摔认证，强有力地保护屏幕，整机耐摔能力提升至 10 倍。
昆仑玻璃是全球第一款可以3D热弯的微晶玻璃。
荣耀巨蜥玻璃
2024年1月11日，荣耀Magic6首发了巨犀玻璃，这是一款微晶2.0版本的玻璃，各种抗摔耐划伤的性能也是大大提升，跌落性能也是提升了十倍。
据业内人士分析，手机厂商突然如此迫切地在小小玻璃上投入精力，原因主要有两方面：其一，从需求端来看，手机厂商存在降低物料成本方面的考虑。在昆仑玻璃未面世前，几乎市面上所有的手机使用的都是康宁大猩猩玻璃，其价格自然水涨船高。
其二，从供给层面来看，随着国内玻璃厂商的崛起，采用国产玻璃不但能达到同样甚至更好的耐刮擦效果，还能降低成本。
平板显示玻璃技术和装备国家工程实验室副主任、北京工业大学材料与制造学部教授田英良向【中国电子报】记者介绍说：「我国手机玻璃采用有着特色优势的浮法生产工艺，突破了高温精细熔化和高温浮法成型等技术难题。单线产能比国外溢流法工艺产能高数倍，但投资成本却低很多。这使得国产手机玻璃成本较国外产品降低50%左右，在性价比方面取得优势的国产手机玻璃开始在终端应用市场不断扩大占有率。」
我国首条一次成型超薄柔性电子玻璃（UTG）生产线在新疆阿克苏正式投产。凯盛科技自主开发的厚度仅为30微米，最小弯折半径1毫米，弯折疲劳次数不小于20万次，抗摔性能达到1.2米的UTG玻璃也已经具备批量供货能力。据凯盛科技玻璃相关负责人透露，目前，凯盛科技正在持续进行技术升级，并已经成功开发15微米的UTG，并转入工业化量产阶段。
手机玻璃硬度
在手机领域，硬度一直以来都是备受关注的话题。手机屏幕的硬度通常使用莫氏硬度尺度来衡量，它将硬度分成10个等级，从1级到10级不等。
一般而言，大多数手机屏幕的硬度约在6左右，而一些先进的屏幕材料，如康宁大猩猩玻璃，硬度可达7-8级，比一般手机屏幕更为坚硬。
然而，手机用户在考虑是否需要为其手机添加额外保护时，并不仅仅关注屏幕的硬度。事实上，有许多其他因素也会影响他们的决策，以下是一些重要因素：
保护屏幕免受划伤：尽管手机屏幕硬度较高，但仍然可能受到一些小颗粒或材料的划伤，如沙石或尘埃中的石英。
1. 布氏硬度(HBW)
对一定直径的硬质合金球（一般为10mm）施加试验力（一般29.42KN）压入试样表面，经规定保持时间后，卸除试验力，测量试样表面压痕的直径（见图1）。负荷与其压痕面积之比值，即为布氏硬度值(HBW)
2. 洛氏硬度(HR)
当硬度过高或者试样过小时，不能采用布氏硬度试验而改用洛氏硬度计测量。它是用一个顶角120°的金刚石圆锥压头或直径为1.5875、3.175mm的硬质合金球压头，在一定载荷下压入被测材料表面，由压痕的深度求出材料的硬度。根据试验材料硬度的不同，有多种标尺表示，常用的有三种标尺：
HRA：是采用60kgf载荷和金刚石圆锥压头压入求得的硬度，用于硬度极高的材料(如硬质合金等)。
HRB：是采用100kgf载荷和直径1.5875mm淬硬的钢球压头，求得的硬度，用于硬度较低的材料(如退火钢、铸铁等)。
HRC：是采用150kgf载荷和金刚石圆锥压头压入求得的硬度，用于硬度很高的材料(如淬火钢等)。
3. 维氏硬度(HV)
以120kg以内的载荷和顶角为136°的金刚石方形锥体压头压入材料表面，用载荷值chu材料压痕凹坑的表面积除以，即为维氏硬度HV值(kgf/mm2)。
实践证明，金属材料的各种硬度值之间，硬度值与强度值之间具有近似的相应关系。因为硬度值是由起始塑性变形抗力和继续塑性变形抗力决定的，材料的强度越高，塑性变形抗力越高，硬度值也就越高。但各种材料的换算关系并不一致。
维氏硬度是英国史密斯（Robert L. Smith）和塞德兰德（George E. Sandland）于1921年在维克斯公司（Vickers Ltd）提出的，表示材料硬度的一种方法。指用一个相对面间夹角为136度的金刚石正棱锥体压头，在规定载荷F作用下压入被测试样表面，保持定时间后卸除载荷，测量压痕对角线长度d，进而计算出压痕表面积，最后求出压痕表面积上的平均压力，即为金属的维氏硬度值，用符号HV表示。
维氏硬度的检测原理：
维氏硬度的理论计算公式
维氏硬度的表示方法：
维氏硬度试验按试验力大小的不同，细分为三种试验：维氏硬度试验、小负荷维氏硬度试验、显微维氏硬度试验。具体如下所示：
维氏硬度测试的优点：
①维氏硬度测试的压痕是正方形，轻廓清晰，对角线测量准确，因此，维氏硬度试验是常用硬度试验方法中精度最高的，同时它的重复性也很好，这一点比布氏硬度计优越；
②维氏硬度测试范围宽广，可以检测目前工业上所用到的几乎全部金属材料，从很软的材料到很硬的材料都可测量；
③维氏硬度试验最大的优点在于其硬度值与试验力的大小无关，只要是硬度均匀的材料，可以任意选择试验力，其硬度值不变。这就相当于在一个很宽广的硬度范围内具有一个统一的标尺，这一点又比洛氏硬度试验来得优越；
④维氏硬度试验的试验力可以小到10gF，压痕非常小，特别适合测试薄小材料。
维氏硬度测试的缺点：
维氏硬度检测效率低，要求较高的试验技术，对于试样表面的光洁度要求较高，通常需要制作专门的试样，操作麻烦费时，通常只在实验室中使用。
影响维氏硬度测试的因素
①维氏硬度试样表面状况，表面应光滑平整，不能有氧化皮及杂物，不能有油污。维氏硬度试样表面粗糙度参数Ra不大于0.40μm，小负荷维氏硬度试样不大于0.20μm，显微维氏硬度试样不大于0.10μm。（μm是表面粗糙度参数Ra的单位。）
②维氏硬度试样制备过程中，应尽量减少过热或者冷作硬化等因素对表面硬度的影响；
③截面或者外形不规则的试样，如球形、锥形，需要对试样进行镶嵌或者使用专用平台；
④测试面与压头的角度，测试面与压头的角度偏差会导致维氏硬度测试值偏低，且随角度的增大，偏差越大。为了得到更为准确的测试结果，应在制样时尽可能避免有明显的倾斜角度。
⑤参数值，在进行维氏硬度试验时，应确保硬度值的准确性，做好相关参数的优化工作，分析试验力的误差原因，并深入研究这些因素对维氏硬度值的影响，以有效降低测量误差。
⑥检测环境温度，检测环境温度一般在10—35℃室温下进行，对于温度要求严格的测试，室温应为23±5℃；
⑦检测试样或试验层厚度至少应为压痕对角线长度的1.5倍，试验后试样背面不出现可见的变形压痕；
今天就简单的说到这里，希望能给大家带来帮助，我们下期见。
