Что такое сапфировое стекло? Свойства, производство и применение сапфирового стекла
Отечественное стекло на американских смартфонах. Контракт Apple заключили с российской фирмой «Монокристалл». Она производит сапфировое стекло. Из существующих, оно самое дорогое.
Однако, падение курса рубля сделало поставки из Федерации привлекательными для заокеанских партнеров. Идеологические разногласия и санкции бизнес отставил в сторону. Контракт подписан в 2015-ом году.
Как отличить сапфировое стекло от минерального на наручных часах?
К наступающему 2017-му «Монокристалл» за счет масштабного заказа «захватил» 30% мирового рынка сапфирового стекла . В названии отечественной компании, кстати, сокрыта суть продаваемого материала. Приступим к расшифровке.
Что такое сапфировое стекло?
Обычное, то есть минеральное стекло, получается путем переплавки шихты. Так называют смесь компонентов. Как тесто формируют, перемешивая яйца, муку и масло, так для стекла перемешивают кварцевый песок и оксиды металлов .
Предпочтительны соединения элементов щелочного и щелочноземельного классов . В таблице Менделеева они располагаются в первых двух группах. Шихта переплавляется, доходя до однородной массы. После, материал застывает, становясь привычным стеклом для окон, машин , ряда часов .
Сапфировое стекло однокомпонентное. Ничего не смешивают и не переплавляют. Материал является сплошным срезом кристалла сапфира . Это тоже минерал, причем, драгоценный .
Но, дабы отделить стекло высоких характеристик от обычного, его не принято называть минеральным. Чем же характеристики сапфировой версии столь высоки, разберемся далее.
Свойства сапфирового стекла
Свойства сплошного среза кристалла сапфира напрямую связаны с характеристиками самого камня. Он отличается твердостью . По шкале Мооса она равна 9-ти баллам. Столько же у корунда .
Собственно, сапфир и является разновидностью корунда, то есть, оксида алюминия . В обычном стекле используется оксид кремния , именуемый минерологами кварцем.
Его твердость на 2 балла ниже показателя сапфира . По сути, превосходит героя статьи по твердости лишь алмаз . Но, стекла из него излишне хрупки и экономически не выгодны.
ЧТО ТАКОЕ И КАК ДЕЛАЮТ САПФИРОВОЕ СТЕКЛО!
Царапина на сапфировом стекле – явление исключительное. Не алмазом же скрести по поверхности. А вот хрупкость, хоть и меньше, чем у бриллианта , но тоже доставляет хлопоты.
Так, смартфоны с сапфировым стеклом uBreakFix остаются невредимыми при большинстве падений лишь за счет выступающего над экраном корпуса. Хитрость производителя спасает продукцию.
Однако, на тестированиях стекла из смартфонов доставали и бросали отдельно. Падая с метровой высоты, покрытия разбивались. Если бы смартфоны были чьими-то, потребовалась бы замена сапфировых стекол.
В спорах, какое стекло минеральное или сапфировое лучше, производители нашли компромисс. Материалы совместили. Снизу стали располагать минеральное сырье, а сверху припаивать к нему сапфировое.
Основа уберегает покрытие от расколов, а верх противостоит царапинам. Однако, комбинированное стекло, как правило, еще дороже сапфирового из-за сложности технологии , посему, используется редко.
По гибкости сапфировое стекло равно минеральному, что неплохо. Податливость классического покрытия достойная. Однако, показатели одинаковы при совпадающей толщине стекол.
В случае с сапфировыми, производители склонны применять более тонкие экземпляры. Это вызвано не столько желанием сэкономить, сколько тяжестью материала.
Плотность сапфира больше, чем у кварца , соответственно, самоцвет весомее. В тех же смартфонах минимальная масса – один из показателей престижа и качества. При этом, сапфировые стекла тоже престижны.
Вот производители и пытаются найти баланс. Кстати, устанавливать сапфир на смартфоны первыми стали именно Apple. Но, производить материал корпорация не решается. Узнаем, как это делают другие.
Производство сапфирового стекла
Сапфировые стекла получают в лабораториях. Природные кристаллы , как правило, содержат примеси. Они влияют на цвет минерала. Не зря, сапфиры в ювелирных изделиях , зачастую, синие .
Бесцветные, еще и прозрачные, без загрязнений кристаллы встречаются редко и стоят дороже лабораторных. Еще сложнее найти камни подходящих размеров. Где взять кристалл, срез которого сможет закрыть экран смартфона? Вот и формируют камни в лабораториях.
В лабораториях российского «Монокристалла» отмечают, что выращивая сапфир важно не напутать с построением атомов, его слагающих. Так, драгоценный алмаз и бросовый графит состоят из углерода .
Отличаются материалы за счет разной кристаллической решетки. Особенно сложно соблюсти ее при выращивании кристаллов-гигантов. В «Монокристалле» смогли поставить рекорд.
В лабораториях российской компании «родился» 300-килограммовый сапфир. Возможно, будут новые заказы, ведь гигантские срезы стекла прочат скачек в развитии высоких технологий. Начиналось использование сапфирового материала тоже с них, но на рубеже 19-го и 20-го веков. Пройдем путем истории.
Применение сапфирового стекла
Первое в мире сапфировое стекло сделали для часов. Предложение остается актуальным. У сапфирового покрытия исключительная прозрачность, не искажающая показатели циферблата. При этом, минерал искрится и поражает твердостью .
Вторым применением сапфирового стекла стали светодиоды. Здесь пригодилось свойство кристаллов быстро проводить тепло. В 80-е светодиоды на основе сапфиров стали производить в промышленном масштабе.
Смартфон с сапфировым стеклом
Началось все с подсветки кнопок на сотовых . После, перекинулись на светодиодные экраны. Сапфировое стекло на часах не дает экономии энергии. Но, в светодиодах, самоцвет минимализирует расход ресурса.
Именно это стало причиной увеличения срока работы ноутбуков без подзарядки. До использования сапфировых светодиодов львиную долю энергии съедала подсветка экранов.
Способность сапфирового материала проводить тепло служит одной из диагностических особенностей сырья. Внешне, его сложно отличить от минерального. Однако, последнее быстрее нагревается, если сжать в ладонях. Сапфир долго остается прохладным.
Для источников света сапфирового стекла требуется меньше, чем обычного. Поэтому, материал стали применять в телевизорах. Это позволило сделать их тоньше. Теперь, светодиоды стали заменой стандартного освещения.
Если говорить об экранах, то со смартфонов их планируют «перекинуть» и на планшеты. В общем, сфер применения много и не мешает прицениться. Ознакомимся с предложениями.
Отзывы о сапфировом стекле
Отзывы о сапфировых стеклах неоднозначны. Эксперты связывают это с обилием обманок. За сапфировые часто выдают обычные стекла, пользуясь внешним сходством и нежеланием клиентов царапать покрытия, проверяя подлинность.
Часы с сапфировым стеклом
Второй аспект негодования – несоответствие стекол запросам публики. Так, экстрималам сапфировые стела, в часах , к примеру, ни к чему. Ударишь о скалу, оно и разобьется.
А вот городским модникам, бизнесменам сапфир приносит лишь радость и, главное, идеальный вид покрытий их аксессуаров . В тех же горах пара царапин на покрытии часов – адекватная цена за их прочность. В плане прочности выигрывают минеральные стекла.
Цена сапфирового стекла
Купить сапфировое стекло – мероприятие затратное. На том же «Монокристалле» предлагают срезы шириной в 25-30 сантиметров за 1 000 долларов. Ценник может варьироваться в зависимости от толщины материала.
Тестирование сапфирового стекла
Конкуренция на рынке высока, поэтому есть тенденция к снижению стоимости . В частности, китайские производители предлагают сапфировые стекла по более выгодным ценам, нежели руководство «Монокристалла».
Однако, в Поднебесной проблематичнее с выращиванием крупных образцов. Пока, это крупная победа отечественной отрасли и стимул для новых свершений.
ИсточникСапфировое стекло – новый технологический прорыв в стекольной индустрии
Искусственный сапфир представляет собой отличный оптический материал для изготовления стекла. Сапфировые стекла стали одним из прорывов в стекольной промышленности и постепенно начинают завоевывать свою долю на рынке. О свойствах и области применения сапфиров рассказывает портал ОКНА МЕДИА.
Фото: Сапфировое стекло
Сапфировое стекло – технология будущего
Сапфировые стекла, изготовленные из синтетического сапфира, являются одними из наиболее устойчивых материалов к механическим повреждениям, высоким температурам и химическому воздействию, в отличие от обычного стекла.
Сапфир обладает особыми прочностными характеристиками, являясь очень твердым минералом, по своим свойствам уступая лишь алмазу. Синтетический монокристалл стал (сапфир) прорывной технологией, благодаря своим свойствам.
Свойства сапфира и метод производства
Открытый в 1902 году французским химиком Огюстом Вернейлем, искусственный сапфир начал завоевывать рынок. Это анизотропный кристаллический материал, который способен сохранять свою целостность даже в сложной физической среде.
Он имеет температуру плавления свыше 2000˚С, что делает его идеальным для применения при высоких температурах. Также синтетический монокристалл является химически инертным и легко выдерживает агрессивное химические вещества (например, промышленные газы). Кроме того, он способен передавать лучи видимого, ультрафиолетового и инфракрасного излучения, диапазон светопропускания которых составляет от 150 нм до 6,0 мкм, что намного шире, чем у большинства материалов. Это делает его идеальным материалом для окон, мобильных устройств (лучше передает сигнал), и особенно востребованным в военной и авиационной промышленности.
Фото: Прозрачное сапфировое стекло
Рост кристалла происходит из расплава оксида алюминия и осуществляется в печах в вакуумной среде при температуре плавления выше 2000˚С. Тщательный контроль и регулирование температурного режима позволяет выращивать монокристаллические сапфиры различной формы (стекло, пластины, цилиндры и т.д.). Полученные монокристаллические куски затем выкраиваются по форме, обрезаются и полируются до совершенства.
Высокая устойчивость к истиранию и царапинам (9 по шкале Мооса), широкий спектр передачи оптического света делает искусственный сапфир почти идеальным материалом для применения.
Практическое применение сапфировых стекол
Искусственный сапфир является отличным материалом для применения в различных сферах промышленности. Сапфировые стекла используются в гражданском и военном секторах авиации для того, чтобы облегчить посадку и взлет в ночное время и при плохой видимости (туман, дождь и т.д.). Сапфировое стекло используется в инфракрасных камерах на носу самолетов, которые анализируют расстояние от и до земли и обеспечивают маневренность авиалайнера. Также сапфировые стекла применяются и в наземных транспортных средствах в сочетании с несколькими слоями ламинированных стекол.
Высокие оптические, электрические, химические и механические свойства сапфировых стекол делают их идеальными для различного применения, зачастую благодаря своим характеристикам сапфировые стекла становятся единственным материалом для решения сложных задач инженерного проектирования.
Единственный в России завод «Монокристалл» — стартап, который появился благодаря поддержке РОСНАНО, активно занимается выращиванием искусственных сапфиров и поставкой сапфирового стекла на мировой рынок. Льготный кредит на разработку высокотехнологичного оборудования для производства искусственных монокристаллов больших размеров, позволит компании в будущем занять до 30% мирового рынка.
Доля сапфирового стекла интенсивно растет в последние годы, оно не заменит традиционное флоат-стекло, так как его размеры ограничены, но станет все больше применяться в различных отраслях промышленности, где необходимы повышенные требования к прочности и устойчивости стекла.
ОКНА МЕДИА рекомендует: «Монокристалл» создаст самое высокотехнологичное оборудование для сапфирового стекла Полностью стеклянный iPhone 8 перестанет биться
ИсточникЧто такое сапфировое стекло? Свойства, сравнения и применение
Всем известно, что такое стекло, и большинству — что такое сапфиры. Красивые драгоценные камни, которые используются для изготовления ювелирных изделий. Ну а что же такое сапфировое стекло, для чего оно нужно и какое отношение имеет к минералам?
Различные виды
Существует три основные разновидности, используемые в современных условиях: плексиглас или, как его еще называют, пластиковое, а также минеральное и сапфировое стекла, хотя первое, по сути, им не является. На деле, конечно, типов гораздо больше, поскольку используются различные напыления, добавки и т. д. Без некоторой подготовки далеко не все смогут отличить одну разновидность от другой, но для специалиста и просто человека, имеющего некоторый опыт работы со стеклами, это не составит большого труда.
Основные свойства сапфирового стекла
Официально это вещество называется монокристаллический алюминий. Далеко не так красиво, правда? И на самом деле это вовсе не стекло, а кристалл. К сапфирам он имеет весьма посредственное отношение, ведь речь идет не о натуральных камнях, а тех, что получены в лабораторных условиях. Однако, это не умаляет прекрасных свойств этого материала.
Во-первых, он крайне износоустойчив. Его довольно сложно поцарапать чем-то, кроме алмаза, так что никакие потертости и помутнения ему не страшны. С одной стороны, это продлевает жизнь изделиям, но с другой — затрудняет обработку, а значит повышает стоимость производства. Во-вторых, этот материал обладает красивым глянцевым блеском и значительной прозрачностью.
И, в-третьих, он очень хрупок. Как ни удивительно, но, как и алмазы, обладая огромной твердостью, сапфировое стекло легко разбивается, поэтому к изделиям с его использованием следует относиться бережно.
Применение
В первую очередь, несомненно, плексиглас, минеральное или сапфировое стекло используются в часовой промышленности для защиты циферблата. Но в ближайшее время говорят о том, что они также будут использоваться как покрытие экранов смартфонов, ноутбуков и других электронных устройств. Минеральная разновидность используется уже достаточно долго, а вот сапфировое стекло для часов и сенсорных устройств было разработано относительно недавно. Разумеется, по этому поводу уже ведутся патентные войны, а конкуренты спорят, какой же вид все-таки лучше. Итак, чем отличаются два наиболее распространенных материала, и какому отдать предпочтение?
Минеральное или сапфировое: сравнительная характеристика
Они значительно отличаются по цене, по свойствам и распространенности. Свои достоинства и недостатки есть у обеих разновидностей. И тем не менее сапфировое стекло на часах стало, скорее, символом статуса, чем необходимостью, в то время как минеральное кажется уделом среднего класса. Так ли это на самом деле?
Сапфировое стекло тверже. Обычно по школе Мооса ему присваивается значение 9, в то время как минеральное довольствуется показателем в 6,5. Это значит, что любые металлические ключи могут его повредить. С другой стороны, сапфировое напыление может предотвратить эту проблему.
Минеральное стекло менее хрупкое. К сожалению, сапфировый кристалл очень легко разбить, поэтому бить молотком по циферблату часов не стоит. Последние же разработки и усовершенствования минерального стекла показали, что разрушить его в 2,5 раза сложнее.
Сапфировый кристалл толще и тяжелее. Для часов это не имеет серьезного значения, а вот для экранов электронных устройств — еще какое. Чем тоньше стекло, тем лучше сенсорный экран отвечает на прикосновения. Масса минерального стекла в 1,6 раза меньше аналога. Разница небольшая, но в связи со стремлением к компактности это может стать преимуществом.
Наконец, цена. Сапфировое стекло сложно обрабатывается, так что стоимость его производства примерно в 10 раз выше, чем в случае с минеральным. На его изготовление затрачивается больше энергии, а также этот процесс довольно неэкологичен.
Как отличить?
Прежде всего, это можно сделать по маркировке sapphire glass или crystal glass. Последнее относится к минеральному. Если же никаких маркировок нет или необходимо произвести проверку, то выяснять придется с помощью серии опытов.
Самый простой — определить, как быстро нагревается стекло. Сапфир остается холодным гораздо дольше, чем минеральная разновидность, но в данном случае необходимо, чтобы было, с чем сравнивать.
Еще один способ — попытаться поцарапать стекло чем-нибудь металлическим. Сапфировое не поддастся, а вот на минеральном может остаться царапина. К тому же в последнее время появилось столько новых технологий изготовления органических стекол, что их твердость существенно повысилась, так что даже этот тест может не помочь.
Еще один вид проверки тоже не отличается высокой точностью, но может быть полезным. Необходимо капнуть на стекло немного воды и наклонить поверхность. С органического стекла жидкость легко соскользнет, а к сапфировому, особенно с антибликовым покрытием, как будто прилипнет, сохраняя форму.
В любом случае, маркировка последней разновидности должна присутствовать обязательно. Также нужно помнить, что сапфировое стекло просто не может стоить дешево. Так что слишком низкая цена — повод усомниться в честности продавца и потребовать документы на товар.
Источник