藍(lán)寶石玻璃材質(zhì)在電子產(chǎn)品的應(yīng)用探析

劉博

【摘 要】藍(lán)寶石玻璃的應(yīng)用越來越廣，隨著產(chǎn)量增加、價格下降，其硬度高、抗沖擊性好的特點是否可以更多的應(yīng)用在電子產(chǎn)品上，特別是在美觀、散熱、防輻射、耐磨等方面的應(yīng)用推廣值得探索。

【關(guān)鍵詞】藍(lán)寶石玻璃；美觀效果；散熱；防輻射；耐磨

中圖分類號： F426.6 文獻標(biāo)識碼： A 文章編號： 2095-2457（2018）31-0164-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.31.079

【Abstract】BSTRACT Sapphire glass is used more and more widely. With the increase of output and the decrease of price， whether its high hardness and good impact resistance can be more applied to computers， especially in the aspects of beauty， heat dissipation， radiation protection and wear resistance， is worth exploring.

【Key words】Sapphire glass； Beauty； Heat dissipation； Radiation protection； Wear resistance

天然藍(lán)寶石是藍(lán)色的，因為它和鈦和鐵質(zhì)的小藍(lán)寶石混合在一起，除了常見的藍(lán)色以外，還有綠色、黃色、粉色等。玻璃合成藍(lán)寶石都沒有這么多種類的顏色，合成的藍(lán)寶石晶錠會有淡淡的粉色，但經(jīng)過改造后，看不出粉紅，成品藍(lán)寶石玻璃屏可以是透明的，方便各種場合應(yīng)用。

藍(lán)寶石的真正成分是剛玉，也就是氧化鋁，多用于砂紙砂輪之類的工業(yè)研磨領(lǐng)域。而藍(lán)寶石玻璃，就是剛玉制成的玻璃，如圖1所示。從目前的技術(shù)來看，直接把藍(lán)寶石玻璃用于手機或者平板的主屏幕，價格高昂，抗摔性能也會受到影響，為了耐磨等優(yōu)異性能換用藍(lán)寶石玻璃性價比十分合適成為辯論的中心。

1 藍(lán)寶石玻璃的特點

藍(lán)寶石玻璃最大優(yōu)勢是硬，因為硬，就耐劃傷。與普通玻璃相比，藍(lán)寶石玻璃達(dá)到Motleri 9的強度，除了人造的硬質(zhì)材料，自然界只有鉆石硬度高于它?？祵幉Ａе皇腔瘜W(xué)鋼化玻璃，硬度只有6-7，而普通玻璃的硬度還是6-7。而我們?nèi)粘Ｓ龅降母鞣N小塵埃顆粒，往往包含硬度高于7的石英。所以康寧玻璃也會劃傷。而空氣中的塵埃不能損害藍(lán)寶石玻璃。

但是，藍(lán)寶石玻璃也有缺點，就是脆性較高，抗沖擊性比較差。而康寧玻璃能流行起來，并不是因為他的硬度，而是因為他的抗沖擊性好。

此外，藍(lán)寶石玻璃的價格要高于化學(xué)鋼化玻璃。這也是藍(lán)寶石玻璃的一個不利因素。

2 藍(lán)寶石玻璃的應(yīng)用

傳統(tǒng)上，藍(lán)寶石玻璃在具有更厚的厚度和更小的區(qū)域的時鐘上通常被使用。為了保護手表，表鏡主要是用于保護機械中心、針、盤、分離水蒸氣和灰塵的非常重要的構(gòu)成要素。但是，當(dāng)手表最初發(fā)明的時候，是沒有表鏡的，是用金屬蓋覆蓋的。之后，鐘表手藝人慢慢地為他們的手表蓋子，使用了硅酸鹽玻璃，同時，還有使用天然水晶來磨制表鏡。到70年代才看到了藍(lán)寶石表鏡。因為很多高檔的時鐘被使用，所以識別辨假方法暫時成為了熱議的話題。如果是知名的品牌表，藍(lán)寶石玻璃通常會被印刷在手表的背面紙上。用英文SAPPHIRE或Sapphire Crystal表示，但是假表或是劣質(zhì)的手表，也有許多會冒用標(biāo)識以次充好。為了測試手表玻璃的硬度，我們可以使用針線的金屬去劃蹭表玻璃邊緣，因為把手表的最邊緣的部分覆蓋是非常難的。感覺很硬，有金屬浮游感，玻璃沒有傷，那應(yīng)該是藍(lán)寶石玻璃。滴水法是另一種比較廣泛被認(rèn)同鑒定方式，所有液體落在光滑的介質(zhì)表面上，都具有不同的液面高度。這個特定的情況與介質(zhì)性質(zhì)及溫度均有關(guān)系。這個被稱為液體張力。藍(lán)寶石密度高，比重高，表面光滑細(xì)膩的原因?qū)е略谒{(lán)寶石鏡面上滴一滴水，水滴會呈現(xiàn)高起的珠狀，在其他材料的液滴則迅速分散。這些方法都利用藍(lán)寶石玻璃的顯著特性，也凸顯了其優(yōu)秀的特性。

近年來，隨著藍(lán)寶石玻璃的批量生產(chǎn)，，有一些奢侈品級別的手機，例如Vetru Ti開始嘗試擴大使用了藍(lán)寶石玻璃。蘋果對藍(lán)寶石玻璃的技術(shù)一直都非常強烈的關(guān)注，在研究開發(fā)中至少投資5000萬美元。蘋果在其批準(zhǔn)的專利文獻中詳細(xì)描述了在電子設(shè)備上應(yīng)用藍(lán)寶石玻璃的各種方法。藍(lán)寶石玻璃也已經(jīng)用在5s蘋果手機家庭鍵和照相機上。在2018年9月13日，iPhone XR在2018年蘋果的秋季新產(chǎn)品發(fā)售中正式發(fā)行，但只使用藍(lán)寶石玻璃在攝像鏡頭面上，Iwatch、iPhone或者iPad今后要用多少藍(lán)寶石玻璃，要用在哪里都成了推測的焦點。2018年10月，英國的高級手機品牌Vertu在中國推出了世界性的新產(chǎn)品。新的ASTER P系列35000元以上標(biāo)價，最大亮點當(dāng)屬藍(lán)寶石水晶玻璃屏。

3 藍(lán)寶石玻璃在電子產(chǎn)品的應(yīng)用推廣初探

如果這張薄的藍(lán)寶石玻璃材質(zhì)薄膜被安裝在正常的化學(xué)強化玻璃上，這種藍(lán)寶石玻璃材料可以有兩種優(yōu)點：藍(lán)寶石玻璃的耐傷性和化學(xué)強化玻璃的耐沖擊性。這個解決方案不僅可以用于手機和平板，而是電子產(chǎn)品的很多部分都可以來使用。

3.1 基于美觀效果的應(yīng)用

電腦機箱作為電腦的核心集成平臺，不但起著裝載配件的作用，也能扮演裝飾和健康保護的作用。計算機底盤的布局非常重要，僅電源上置和下置的優(yōu)與劣就爭執(zhí)不下，另外，各種板的技能越來越精煉，NVIDIA Tesla技術(shù)以及SLI技術(shù)都讓機箱內(nèi)部格外壯觀。

如果使用透明的底盤的話，各種布局不就一目了然了。2006年8月12日北京晚報新聞報道了市內(nèi)銷售一個叫做水晶宮的多彩透明箱。這是進口的高質(zhì)量透明的壓克力材料，通過精密的切割工藝加工而制作的。這種外殼是用透明的有機玻璃材料制成的。有機玻璃的厚度約為5mm。機箱各部件邊框均經(jīng)過拋光，以避免各種拐角和毛刺剮傷用戶， 機箱采用四個彩燈風(fēng)扇、一個光管，使其在運轉(zhuǎn)時發(fā)出幽藍(lán)燈光，給用戶營造水晶夢幻境界?？梢杂眠x擇的UV管，將機箱的內(nèi)部也裝飾得美麗。在機箱底的燈管中被釋放的藍(lán)色光，使整體的機箱看起來像是藍(lán)色大海的結(jié)晶宮殿。當(dāng)時，普通計算機箱的價格大約是400元，而這種計算機機箱的價格達(dá)到了1000元。許多發(fā)燒友用不同的工藝和厚度的亞克力，仿效制作透明的機箱。圖2是ZOL硬件論壇中cfz518網(wǎng)友制作的透明機箱。

十分清楚地，電腦機箱無論側(cè)面透明還是全透明都很美觀，一定會有好的市場。藍(lán)寶石玻璃的耐磨和耐沖擊性可以將它作為顛覆性的透明機箱材料以及底盤和所有的支持板都可以采用。

3.2 基于功能性改善的應(yīng)用

在發(fā)熱度多的計算機中，現(xiàn)在，機箱的主要考慮事項是提供了多少散熱風(fēng)扇或散熱風(fēng)扇預(yù)留位置和散熱孔的多少。關(guān)于機箱的材質(zhì)，機箱的前臺的塑料是ABS工程塑料。如果使用的塑料不太硬，或者非常脆，容易碎的話，機箱的質(zhì)量確實是一般的。如果使用鋼板至少要達(dá)到0.5mm以上，具有較高的硬度和彈性，如果厚度不充分，或者有一點力量可以彎曲，那也不是很好的材料。因此，太厚的塑料或鋼板，散熱性不好，如果太薄，支撐力不強，也難以滿足放射線防護性能。

玻璃是熱量散少的材料，但比塑料、木、皮、布或其他材料更優(yōu)秀。美國專利商標(biāo)廳（USPTO）所發(fā)行的“連接技術(shù)”的蘋果的專利，說明了電子設(shè)備，特別是在藍(lán)寶石玻璃上固定藍(lán)寶石玻璃的各種方法，特別提到了藍(lán)寶石玻璃的散熱功效。而且，藍(lán)寶石本身材質(zhì)的抗輻射能力是鋼化玻璃的2倍，能夠完全阻止中紅外線的放射線。

用于顯示畫面的藍(lán)寶石玻璃可以有效地防止周圍光的干擾，將內(nèi)容更加鮮明，更鮮艷。防眩光的目的是減少畫面屏幕的反射，一是要改善畫面的顯示內(nèi)容在強烈的光下的模糊，另一個目的是保護眼睛。因此，有望運用在更多的領(lǐng)域。例如，公共信息查詢、產(chǎn)業(yè)管理、電子書籍、軍事命令、多媒體教育、領(lǐng)導(dǎo)辦公室、電子游戲、汽車導(dǎo)航玻璃、醫(yī)療器械及其他設(shè)備。例如在儀表盤，中控臺，多媒體平臺，用防眩光寶藍(lán)石玻璃會有非常好的視覺體驗。再如，屏幕放上白色的玻璃，反射很重，無法看清楚，甚至無法操作。銀行慢慢地使用了防眩光玻璃。目前，防眩光寶藍(lán)石玻璃分成噴霧和蝕刻兩種，對生產(chǎn)技術(shù)要求都很高，所以質(zhì)量非常穩(wěn)定。

3.3 基于耐磨的應(yīng)用

藍(lán)寶石玻璃在照相機的保護蓋、指紋傳感器的保護以及計算機的傾向容易磨損的部分中被廣泛使用。筆記本電腦長期使用中，邊角也很容易磨損，所以，藍(lán)寶石玻璃也可以作為筆記本電腦的殼體或者部分容易磨損的邊緣部分的優(yōu)選材料。

【參考文獻】

[1][美] 埃琳娜·R. 多布文斯卡亞，[烏]萊奧尼德·A. 李托維諾夫，[以]瓦萊里安·皮斯奇克.藍(lán)寶石：材料、制造、應(yīng)用[M].張明福，譯.北京：科學(xué)出版社，2013.

[2]呂林素，何雪梅，李宏博，章西煥. 紅寶石、藍(lán)寶石的加工技法.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2007.