昆仑玻璃是哪国的（昆仑玻璃的强度之谜）

9月6日，华为的Mate50如约而至，虽然没有了5G，但是依旧带来了不少惊喜。首个获得业内瑞士SGS五星抗跌耐摔权威认证的十倍耐摔的昆仑玻璃、全球首款支持北斗卫星通信消息、首发超变光XMAGE影像系统、首发鸿蒙3.0系统、创新应急模式，等等。硬件方面，没有麒麟芯片的加持，其配备的昆仑玻璃成为最大的亮点。十倍于普通玻璃的强度，究竟是如何做到的呢？

昆仑玻璃

玻璃这种东西，相信大家都熟悉。它有很多的特性，比如透明的，比如脆的一掉就碎。再比如，猛砸不碎。肯定还有些同学知道，玻璃它模糊了固体与流体的界限，就像那个滴了快一百年的沥青一样。玻璃的主要成分为二氧化硅和其他氧化物，是一种无规则结构的非晶态固体。也就是说，玻璃内部原子分子排列完全没有规律可言。而另一些材料，比如金属，它的原子排列就非常规整。

沥青实验

实际上，整齐划一的原子或分子排列结构，是影响其整体强度的主要因素，排列得越整齐，其强度就越强。材料的破坏，本质上是内部分子间或原子间相互作用力的分开。对于不规则排列的非晶态固体，微观角度下，原子或分子间的距离有大有小。间距大的地方，空隙就大，也更加的薄弱。这一现象，在宏观上，有专业术语，叫应力集中。而如果是排列规则的晶体结构，则原子或分子间距离处处相等，不存在薄弱环节。当然，这是理想情况。实际的微观结构中，不管是不是晶体结构，都会存在生产制造过程中的微观内缺陷。但是，整体上非晶态固体依然偏弱。

微观结构

所以，实际生活中，普通玻璃很脆，一掉就碎。它的抗拉强度约60MPa，抗压强度约1000MPa。玻璃同其他材料一样，抗压不抗拉。作为对比，我们看一下同样是脆性的铸铁的拉压强度，HT200的抗拉大概是200MPa，抗压则是750MPa。从对比中可以看出，玻璃非常的不耐拉，但是却非常耐压。其本质就是微观层面的原子或分子排列的问题。

既然如此，那么能否从微观的层面，人为操纵玻璃原子或分子的排列，以提升其强度呢？答案显然是不现实的。人类还没有从微观层面大批量摆弄原子分子的能力。人类目前可以做的是，通过各种处理工艺，改变玻璃外层的致密度，也就是钢化、强化玻璃。力学分析发现，当物体表层非常挤压，形成一层致密的挤压层，存在着压缩的残余应力时，这个物体的整体强度就会大大提升。

原子尺度的操控不切实际

表层存在着压应力，内部一般也会有残余拉应力。这种应力状态下，外层紧紧地包裹着内层，大大提升整体的强度。一方面，表层因挤压而变得更加致密，内缺陷偏少，表层玻璃本身的强度得到了大大的提升。另一方面，玻璃破坏必定是拉伸破坏，表层玻璃必须从初始的压应力状态变成拉应力状态，这就平白增加了先抵消压应力的载荷，从而提升了整体的强度。

鲁伯特之泪

这次华为的昆仑玻璃，其强度是普通玻璃的十倍，究竟如何做到？物理的处理工艺是达不到这个程度的，只有离子交换的化学工艺才有可能。将高温的玻璃浸泡在离子溶液中，玻璃原本含有的钠、钾离子，跟溶液中的大离子相互交换。这样大离子进入表层，本身就会撑大，对周围形成挤压。另一方面，离子交换后形成新的化学物质，其热膨胀系数不同，冷却之后也会对周围形成挤压。广告语中的复合离子强化注入，就是指这个离子交换。

离子交换的多少和离子进入表层的深度，就决定了成品昆仑玻璃的强度。显然，想要获得更好的强度，就需要大离子进入更深层，这样才能使外层的压应力层更加的厚实。这就造成处理工艺非常耗时，效率低下。所以广告语中的24h，大概就是指这个过程。另外，正如前面所述，玻璃模糊了流体和固体的界限，时间久了之后，昆仑玻璃同样会发生应力松弛，影响其整体的强度。所以，千万别拿旧手机做实验。

离子交换

此外，纳米晶体的生成，也很大程度上改善了内部的分子结构，使之变得更加规整，从而从源头上提升了整体的强度。

纳米晶体

昆仑玻璃强度十倍于普通玻璃，得益于离子交换的处理工艺，使得外压内拉，提升了整体的强度；而纳米晶体的形成，改善了玻璃的微观结构，从源头上提升了其强度。

值得一提的是，昆仑玻璃完全是国内企业生产的，达到甚至超过了国际水平。未来，我们必将在国产手机屏幕上越来越多地看到昆仑玻璃的身影。

PS：强度不是硬度。