在智能手机、平板电脑等电子设备普及的今天,“9H硬度”几乎成为屏幕保护领域的黄金标准。
无论是屏幕本身还是钢化膜,厂商常以“9H硬度”作为抗刮擦性能的卖点。但这一数值背后的秘密究竟是什么?
为何钢化玻璃能实现如此高的表面硬度?本文将从材料科学和工艺角度深度解析。
一、9H硬度的定义与意义
“9H”并非莫氏硬度(Mohs Scale),而是铅笔硬度测试标准。根据ISO 15184标准,H代表铅笔芯的硬度等级,
9H是铅笔硬度中的最高级别,对应划痕测试中难以被刮伤的特性。
这一指标意味着钢化玻璃表面能够抵御日常生活中钥匙、砂砾等尖锐物体的摩擦,保护屏幕免受划痕困扰。
但需注意,高硬度并不等同于“抗摔”。钢化玻璃的脆性特性使其在受到强冲击时仍可能碎裂,
因此需结合其他工艺提升综合性能。
二、钢化玻璃的核心工艺:从普通玻璃到“强化铠甲”
钢化玻璃的制造工艺被称为“物理强化”或“化学强化”,其核心目标是在玻璃表面形成高强度压应力层,
从而提升抗冲击和抗弯曲能力。以下是关键工艺步骤:
原料选择与熔制
钢化玻璃的基础材料为高纯度硅砂、纯碱和石灰石,通过高温熔炉(1500℃以上)熔化成均匀的玻璃液。
原料配比直接影响最终玻璃的强度与透光性。
成型与退火
浮法工艺是主流成型技术,玻璃液漂浮在熔融锡液表面,形成平整表面,随后通过退火消除内部应力,
避免后续加工中的自发破裂。
钢化处理:冷热交替的“淬炼”
物理钢化:将玻璃加热至接近软化点(约620℃),随后用高压空气急速冷却表面,
使外层快速收缩形成压应力,内部则保持张应力平衡。这一过程可提升玻璃强度4-5倍。
化学钢化:通过离子交换工艺(如钾离子置换钠离子),在玻璃表面形成致密压缩层。
化学钢化玻璃的强度更高,且适用于复杂曲面,但成本较高。
三、技术突破:如何实现9H硬度?
9H硬度的实现不仅依赖钢化工艺,还需结合以下关键技术:
表面涂层技术
通过纳米级疏油层(如TORRAS的Tora-Silk涂层)或陶瓷镀膜,减少指纹残留并提升表面光滑度,间接增强抗刮擦性能。
强化工艺创新
例如,TORRAS的Diamond Shield采用Tora-CRC强化工艺,通过多次高温处理与急速冷却,使玻璃分子结构更紧密,
硬度比普通钢化玻璃高3倍2。康宁大猩猩玻璃Victus则通过混合铝硅酸盐配方,将抗跌落高度提升至2米,
同时抗刮擦性能优于传统材料4倍。
边缘加固设计
钢化玻璃边缘易碎,部分厂商通过3D抛光或软边包覆技术(如软边钢化膜)分散应力,降低边缘碎裂风险。
四、实际应用:从屏幕到保护膜的技术延伸
钢化玻璃工艺不仅用于设备原厂屏幕(如康宁大猩猩玻璃),也延伸至第三方保护膜领域:
屏幕保护膜:以iQOO 13的X.Glas Plus为例,其采用铝酸盐玻璃,通过13个月的研发优化,
抗断裂性能比普通玻璃高2倍,同时保持0.33mm超薄厚度。
多功能复合层:高端保护膜结合纳米硅胶粘合剂、防蓝光涂层(尽管部分研究表明防蓝光效果存疑)等,
平衡保护性与用户体验。
五、未来趋势:更薄、更强、更智能
随着柔性屏和折叠设备的普及,钢化玻璃工艺面临新挑战:
超薄柔性钢化膜:通过化学强化和聚合物复合层实现可弯曲的高硬度保护层。
自修复技术:部分厂商研发微裂纹自动填充材料,延长保护膜寿命。
环保工艺:减少高温熔炼能耗,开发可回收钢化玻璃材料。
结语
9H硬度的背后,是材料科学与工艺技术的精密结合。从高温熔炼到离子交换,每一道工序都在为屏幕的耐用性赋能。
然而,消费者在选择时需理性看待“9H”宣传,结合抗摔性能、边缘处理等综合考量。未来,随着技术迭代,
钢化玻璃或将成为智能设备“隐形铠甲”的代名词,让用户真正实现“裸机自由”。