屏幕背後的中國製造
玻璃在日常生活中可以說無處不在,幾乎是天天能見到,但您見過厚度只有0.12毫米的玻璃嗎?0.12毫米是個什麼概念,一張A4列印紙的厚度是0.095毫米,也就是說,這種玻璃只比一張紙略厚一點,更神奇的是,這種玻璃還很結實。這種玻璃只比A4紙稍厚。 家用轎車150公里時速撞擊都毫髮無損。
中國建材集團蚌埠院功能玻璃研究所副所長曹欣,正帶著他的團隊做超薄玻璃的落球實驗,測試超薄玻璃的性能。曹欣將55克鋼球放在一米的高度,自由落體砸向超薄玻璃。這樣的衝擊力相當於一輛家用轎車以時速150公里的速度撞停到牆上的衝擊力,但玻璃完好無損。
被鋼球砸中的這片薄如蟬翼的玻璃2018年4月剛剛下線,超薄玻璃的厚度只有0.12毫米,是目前世界上使用浮法工藝批量生產的最薄玻璃。
0.12毫米的玻璃到底有多薄呢?我們現場拿辦公用的A4紙進行了對比。兩張A4紙的厚度是0.19毫米,比超薄玻璃還厚了0.07毫米。
中國建材集團蚌埠院功能玻璃研究所副所長 曹欣:在0.12毫米這個範圍上,我相信這是在世界範圍內,比較驚艷的一個成果了。
超薄玻璃也叫超薄電子觸控玻璃,是電子信息顯示產業的核心材料,用來做手機、電腦、電視顯示屏基礎材料。玻璃越薄,透光性能就會越好,柔韌性好,重量也會隨之減輕。但是玻璃太薄又非常易碎,怎樣讓玻璃既薄又有足夠的強度和韌性,是個世界難題。
正是因為中國技術的突破和創新,使超薄玻璃的國際市場價格降低了2/3。然而,曹欣並沒有滿足0.12毫米的厚度。在0.12毫米玻璃批量下線的時候,他就已經在著手準備0.1毫米超薄玻璃的研發了。
上世紀五十年代末,英國皮爾金頓玻璃公司向世界宣布玻璃浮法成型工藝研製成功,各國爭相搶購專利,但是皮爾金頓卻獨獨對中國進行技術封鎖。這樣的情況讓當時的中國玻璃行業意識到,必須要走一條自主創新的道路。
因為起步較晚,又沒有任何經驗可以借鑒,當時中國的裝備和工藝都跟國外存在一定差距,根本無法做出厚度1.1毫米以下的超薄玻璃。電子信息顯示的核心材料仍然受國外壟斷,國內電子產品生產商不但價格沒法協商,就是供應什麼樣的材料也要由人家說了算。
為了不再受國外的技術掣肘,蚌埠玻璃工業設計研究院首席科學家彭壽和科研團隊經過三十多年的探索,將完全擁有自主知識產權的中國超薄玻璃帶上了世界舞台。
2014年6月,突破0.33毫米;
2016年4月突破0.15毫米;
2018年4月突破0.12毫米。
玻璃的性能是否優越,關鍵在於原料的配比和高溫融化時原料產生的化學變化,而爐內的溫度有著至關重要的作用,正負2度的溫差就會影響玻璃的性能,所以溫度的變化和爐內的融化情況,有絲毫的偏差,整個生產線上的玻璃就要廢掉,一天的損失就要達到50萬。
爐內的溫度將近1600度,裡面紅彤彤一片,除了刺眼睛,幾乎什麼都看不見。為了能直觀看到裡面融化的情況,任紅燦拿出來他的觀察法寶——鏡子。
透過這個小鏡子,可以看到爐內的融化情況,就像煮粥時滾開的氣泡。任紅燦每次觀察特別注意氣泡的情況。由於客戶提出要增加玻璃的強度,任紅燦就需要在製備玻璃的原料中增加一種金屬元素。而這種金屬元素的熔點要高於其它原料的熔點,所以融化的過程要特別注意,氣泡稍微有些異樣就要在溫度上及時進行調整。
從實驗室到產業化,最難的還是生產線上工藝參數的調整。實驗室做出的超薄玻璃樣品僅有10厘米寬,而工業生產的超薄玻璃要做到4米寬。這對玻璃強度、韌度的指標有著極大的考驗,需要上萬次的工藝參數調整。而每種功能不同的玻璃都需要重新調整工藝參數,這樣的過程需要持續不斷才能保證玻璃的最優性能。
從無到有,從不信任到佔領市場,越來越多的中國製造正在贏得市場的青睞,這背後是無數人的創新與堅守。
不過,製造業領域的競爭從來沒有終點,領先只是暫時的,追趕是常態。
況且,製造業領域的細分產品不勝枚舉,在很多領域我們依舊處在跟隨狀態。而不斷追求更完美的產品是中國製造時刻眺望的目標。
我們期待,未來有更多中國的企業,能夠走在世界製造業的前列。
河海大學學生科協宣傳部
來源|科學網
編輯|劉志婧
審核|岳楠


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