iphonex 内屏碎了是什么样子（悲催iPhoneX刚入手就碎屏）

手机一摔，屏碎心也“碎”。新近发售的iPhone X，屏幕维修费高达2288元。为何手机屏幕不能做得像汽车玻璃一样结实？

文/记者 赵天宇 编辑/刘昭

新媒体编辑/陈炫之

采访专家：

余坚（中国科学院化学研究所副研究员）

科学“答”人随堂测

玻璃作为一种化学工业成品，其成分中二氧化硅的比例占了多少？

A．70%

B．75%

C．80%

D．85%

（答案见文末）

随着iphone X 的正式发售，与这款手机相关的新闻理所当然的成为热点话题，而这一次，公众则将注意力放在了iPhone X 高调宣传的“齐刘海全面屏”上。同时，这款手机的换屏价格也十分“诱人”，在没有Apple Care 的情况下，iPhone X 的屏幕维修费用高达2288元，比苹果其他手机例如iPhone 8 Plus贵了将近1000元。手机屏不小心摔碎了，一部中高端安卓机的价格就没了，而更是有网友爆料购买的第一天手机屏幕就摔碎了，难怪有人调侃“肾虽然已经卖了，但心脏还在！”

调查显示，全球85%的用户每年至少摔过1次机，而摔过3次及以上的用户更是高达55%。随着智能机的不断发展，屏幕越做越大，用户经常会为摔碎屏幕而付出的高额费用头疼。其实，苹果的天价“换屏费”只是当下“碎屏换机”的一个缩影。近几年尽管随着科技水平的提高，智能手机在厚度、手感、材料、摄像头方面不断进步，但唯独手机屏幕像是阿喀琉斯之踵，正面与水泥地面亲密接触之后，依旧难逃碎裂的命运，换屏少则几百，多则数千元，随着手机屏幕越做越大，这样的烦恼也就更加困扰着智能手机的使用者。

手机屏幕的主要成分是什么？为什么一碰就碎？同样是一块玻璃，为什么手机屏幕不能像汽车玻璃一样结实耐用呢？

▲iPhone X 刚刚正式发售，碎屏惨案已经发生，碎的还很彻底

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玻璃抗冲击性由氧-硅键决定

要了解为什么手机屏容易碎，就要先了解手机屏的特征，实际上“碎屏”是一个空泛的说法，目前市场上销售的包括手机在内的数码智能产品，大多由内屏和外屏组成。最上面的外屏也叫盖板玻璃，中间是触摸控制的电阻屏，最里面才是被称作内屏的LED显示屏，虽然手机不同部位碎屏的反应不同，但毫无疑问的是，作为外屏的盖板玻璃，实际上是最容易破碎的，而手机其他功能的损坏，也往往因盖板玻璃的破碎而起。

▲玻璃的抗冲击性由二氧化硅中的氧-硅键决定，氧硅键为共价键,有明显的方向性,在压力下,位错滑移困难，这就使得玻璃韧性低,脆性大，抗冲击性能也很差。图为二氧化硅分子结构示意图

“手机屏幕容易破碎与玻璃的化学成分有很大关系，玻璃的抗冲击性根本上由二氧化硅中的氧-硅键决定。”中国科学院化学研究所副研究员余坚告诉北京科技报|科学加客户端记者，氧-硅键为共价键,有明显的方向性,玻璃通过氧硅键形成巨大的网络结构，在压力下,位错滑移困难，这就使得玻璃韧性低,脆性大，抗冲击性能也很差。

“打个比方，大家手拉手形成的是线性分子，分子和分子之间还是容易移动的，但氧-硅键就像少数人有三只或者四只手，形成大的网络状分子，就不容易移动，形象上就像‘11’和‘井’字的区别。”

▲图为智能手机屏幕结构示意图

那么，是否可以尝试破坏这种“手拉手”的联系呢？余坚表示，这其实并不容易，分子键之间有紧密的结构，改变这种结构的确可以带来例如抗冲击性的提升，但是也改变了物质的属性，比如屏幕还有透光率的要求。所以玻璃的抗冲击力不是不能很大提升，只是这个性质大幅度改善，其他的性能兴许要下降。

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汽车玻璃中间夹了层“塑料”

但是，相比于坚固的汽车玻璃，同样是玻璃制品的手机外屏，为何不能在制造工艺上努力向汽车玻璃靠拢？

汽车玻璃的“结实”与其特性和材料有很大关系，GB7258-1997(机动车运行安全技术条件)规定：机动车门窗必须使用安全玻璃，使用的安全玻璃应符合GB9656的要求。汽车的前风档玻璃应采用夹层玻璃或部分区域钢化玻璃，其它车窗可采用钢化玻璃。总之，不能使用普通平板玻璃和有机玻璃。

▲汽车玻璃通常是双层的，两层玻璃之间还有个中间层，大大提升了抗冲击性

余坚告诉记者，汽车的夹层玻璃一般有三层，也就是两层玻璃之间还有个中间层，它的材料通常采用性能较好的聚乙烯醇丁醛PVB膜片，这种PVB膜片具有非常好的韧性，受到冲击以后，能够吸收一部分能量，从而减小了破碎的可能性。另一方面，PVB膜片具有很好的粘合性，“夹层玻璃一旦受外来重力冲击破碎时，碎片仍被中间膜粘住，避免了因玻璃脱落而造成的人身伤害事故。”

▲LG G Flex手机为了“能屈能伸、耐摔抗碎”，在手机屏幕上使用了塑料基板，结果导致在显示灰色时会出现大量的彩色噪点

实际上，这种最初由亨利•福特在美国开始使用的技术，如今在汽车行业已有近百年的应用史，算不上什么高科技装备。

这种减缓冲击的方法是否可以运用到手机上？余坚认为，这依然十分困难，手机作为工业产品，需要考虑透光性、耐磨性、硬度、抗指纹等等，单一提升某个参数相对很简单，但是要保证各个参数均衡就比较困难了。特别是现在手机都朝着轻薄化发展，为了不碎屏而在手机盖板上“夹层塑料”既不美观也不利于操作。比如LG G Flex系列手机为了“能屈能伸”用了塑料基板，结果导致在显示灰色时会出现大量的彩色噪点，因此没有被手机制造商所大量采用。

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耐刮性和耐摔性没有必然联系

尽管手机玻璃因为化学性质和制造技术瓶颈暂时没法像汽车玻璃那样“结实”，但不少手机制造厂商却借鉴了一些其他特种玻璃的制造经验来使手机屏幕的玻璃“更坚强一些”，并不断进行技术上的更迭。例如公众已经耳熟能详的“康宁大猩猩”屏幕，已经进化到了第五代产品。

按照厂家说法，如今的手机屏幕无论是耐摔性还是耐磨性都有了很大的提升，特别是耐摔能力，包括iPhone X 在内的许多旗舰手机都配备了这样结实程度更高的屏幕，“手机耐摔”也成为了厂家的一个全新卖点。

▲网友晒出的被摔碎屏幕的三星S8手机，尽管使用了最新一代的康宁屏幕，但手机的耐摔性能并未得到根本提升。就连康宁自己也表示“实验性质的产品并不能代表盖板玻璃抗摔性能的全部，手机的外观设计、重量以及内部布局等都会影响玻璃的受力模型。”

然而，现实依旧骨感，不管是三星、苹果还是华为，不少使用者的手机依然难逃屏幕摔碎的“厄运”，与官方的表述似乎并不相符。对此余坚认为，作为玻璃制品来说，决定屏幕是否耐摔的指标是柔韧性，防刮蹭和防碎屏也是两种不同的能力。换句话说，硬度和柔韧性是两种不同的概念，没有什么必然联系，甚至是相互矛盾的。

据了解，类似的高强度钢化玻璃屏幕在生产过程中，更加注重的是玻璃的坚固性，除了热制力之外，还经过一道名为离子交换的化学过程。也就是在生产过程中把玻璃浸泡在热融钾中，此时钾离子会融进玻璃中，取代钠离子的位置，钾离子大于钠离子，这将会对玻璃表面产生压力，就像回火处理一样，让玻璃变坚固。

“这并未从根本上改变玻璃中氧-硅键的构造，只是用外力方法让玻璃更加坚硬，并且很多物质过于坚硬了，韧性往往就不好，比如说陶瓷刀，它的硬度很大，但也很脆，非常容易就有豁口。”余坚说。

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新技术新材料或能解决问题

尽管手机屏幕破碎的问题始终十分棘手，目前也没有找到特别好的解决办法，但以客户为核心的许多制造厂商都在寻求突破，或许在不久的将来，一款真正意义上不碎屏的“防摔”手机将会与我们面世，并将这种技术投入量产之中。

例如手机屏幕制造厂商康宁研制的新型材料手机屏幕，并不满足与目前大猩猩屏幕“耐刮不耐摔”的现状，将大猩猩玻璃的优势与蓝宝石材料超级防刮花的性质结合在一起，有望让手机屏幕的耐摔程度迈上一个新台阶。

▲摩托罗拉Droid Turbo2手机搭载了全新的防碎屏技术，号称“四年摔不坏”

摩托罗拉公司今年3月在美国发布了一款名为Droid Turbo2的新机，这款手机搭载了全新的防碎屏技术，与传统显示屏玻璃－触控层－显示面板的三层结构不同，ShatterShield防碎屏拥有更加复杂的五层结构，在盖板玻璃下又增加了一层内保护玻璃增强韧性，并使用了AMOLED柔性面板，遭遇碰撞以后能够通过变形来吸收一部分冲击，因此破碎几率也就大大降低了。

而科学家们的一些最新研究结果，也显示了新材料被运用在手机屏幕上从而提高耐摔性的可能性。日前英国萨塞克斯大学的科学家们通过研究发现，将石墨烯——由单层碳原子组成的一种物质——和银纳米线结合到一起，生成一种和常规显示屏性能相似的屏幕，而这种制造技术的成本只是常规显示屏制造成本的一小部分。这种材料同时还非常柔韧，这样一来，它就无需一个玻璃保护层，这也就意味着，未来手机触摸屏的顶层或许可以替换成一些更易弯曲、更不易被摔坏的材料，比如有机玻璃。

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科学“答”人随堂测

答案：B

解析：玻璃主要由石英砂，石灰石和硼酸钠组成，石英砂的主要组成是二氧化硅，玻璃中二氧化硅的含量占到75%左右，其抗冲击性能根本上由二氧化硅中的氧—硅健决定。氧-硅键为共价键，有明显的方向性，玻璃通过氧硅键形成巨大的网络结构，在压力下，位错滑移困难，这就使得玻璃韧性低，脆性大，抗冲击性能也很差。

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（本文由北京科技报全媒体中心采编制作。转载授权请联系“科学加”微信公众号，违者必究）

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