手机盖板材料进入纳米微晶时代

一、可强化纳米微晶玻璃手机盖板的优势

2020年十月，苹果iphone12的2D前盖板采用康宁可强化微晶玻璃“超瓷晶面板”，2021年7月，华为P50的3D前盖采用纳米微晶玻璃，2021年8月，荣耀Magic3至臻版3D前盖采用超曲纳米微晶玻璃，标志着全球的旗舰手机盖板全面进入纳米微晶时代。

2017年Square Trade统计全球每个小时超过5000台手机屏幕摔碎，《2018年上半年中国手机保障服务市场报告》，2017年在1000-8000元手机平均的摔屏的维修率超过了8%。摔屏一方面归咎于使用方式不当，另一方面说明保护盖板强度不高。

可化学增强型高铝玻璃手机盖板，随着显示技术向薄型化和轻量化方向发展，盖板减薄同时放大了微小裂纹、缺陷等因素对玻璃表面强度的负面影响。尤其高铝玻璃进行3D热弯成型后，玻璃耐跌落性下降了1倍，不能满足高端手机的抗跌落强度要求。

为了进一步提高手机盖板耐跌落性，可强化微晶玻璃新材料成为研发的重要方向之一，多年以前，国内外多家公司开始可强化纳米微晶玻璃材料研发。微晶玻璃配方组是产品的光学、热学、电学、力学及化学性能的决定因素，按配方组成制造的基质玻璃，在一定热处理工艺条件下，在基体玻璃中析出与“水泥+细鹅卵石混凝土”类似的纳米级晶体和玻璃相复合材料，晶体与鹅卵石相似，晶化后材料强度比基础玻璃增加2-3倍，是阻碍裂纹的扩展，提高材料刚性，增强抗冲击能力，提升玻璃的耐摔性的主要内在因素，下图1为微晶玻璃裂纹扩展示意图。 

图1.微晶玻璃裂纹扩展示意图

从理论上玻璃的机械强度，很大程度上可以靠由Griffith推导的著名机械强度公式来进行解释。其机械强度σ为：