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大猩猩玻璃

大猩猩玻璃

大猩猩玻璃（Gorilla Glass），是美国康宁公司于20世纪60年代生产的一种环保型的铝硅钢化玻璃；具有超强的防弹功能，常被用于军事领域，手机、平板等电子仪器的屏幕等。

在20世纪60年代，斯图基带领的团队偶然开发了一种新的Pyroceram材料。研发人员使用了一种化学方法强化玻璃，这种玻璃以Chemcor命名销售。这种强化玻璃也就是大猩猩玻璃的前身产品。直到20世纪90年代初，Chemcor一直用于各种商业和工业应用。直到2007年1月，康宁公司向苹果公司推荐了大猩猩玻璃，作为苹果第一代苹果手机屏幕划痕问题的解决方法。当iPhone 1st Gen在同年6月推出后。康宁公司第一代大猩猩玻璃为iPhone定下了基调和市场主导地位。2012年1月，康宁公司在国际消费类电子产品展览会展会上推出了他们的第二代大猩猩玻璃。后康宁公司推出了后续三代大猩猩玻璃产品。到2018年7月，康宁公司宣布推出第六代大猩猩玻璃，这种新产品是为新的智能手机设计的，与第五代产品相比可更好地经受多次坠地所造成的伤害。2020年7月，康宁公司发布了大猩猩玻璃第七代，三星note20 Ultra是第一款采用此屏幕面板的机型。2023年7月，华硕Zenfone10新机发布，盖板采用的是第八代康宁公司大猩猩玻璃。

大猩猩玻璃通过化学强化后，具有高应力值，兼具较好的化学稳定性，卓越的防刮伤性使其表面平整度高。

发展沿革

厂商背景

大猩猩玻璃是美国康宁公司生产的一种环保型的铝硅钢化玻璃。康宁公司的前身可以追述到1851年，艾默里·霍顿（Amory Houghton）在美国马萨诸塞州的萨默维尔市建立了海湾州玻璃公司（Bay State Glass Co），当初的主要业务则是致力于生产玻璃、陶瓷等相关材料制品。后来因生产成本问题最终由创始人霍顿的儿子艾默里领导下来到位于纽约州的康宁市。艾默里因化学背景出身，创造了多种有色玻璃配方，从而让康宁公司的生意越做越大。在接下来的百年间，康宁公司在CRT显像管、光纤通讯、蜂窝陶瓷、厨房餐具等方面都有了不凡的成绩。

发展历程

1953年，康宁公司的化学家斯图基（Donald Stookey）想要将玻璃加热到600℃，然而熔炉出现了故障，错误地将玻璃加热到900℃。当他试图用钳子从热烘箱中取出样品时，样品不慎滑落摔在了地板上，但玻璃并没有破碎，而是发生了反弹。于是斯图基创造了一种包含分散在各处的不同形状和大小微晶体的新型玻璃材料——玻璃陶瓷。

在20世纪60年代，斯图基带领的团队偶然开发了一种新的Pyroceram材料，这种材料是不反光的，但是对可见光是透明的。这种具有独特特性的耐高温微晶玻璃，不仅耐热，而且非常坚硬。研发人员使用了一种强化玻璃的化学方法，即用化学介质中的较大离子替代玻璃中的较小离子。在这种“离子交换”过程，玻璃表面被高度压缩，因此不易损坏和引入可能使其破裂的应力。这种强化玻璃以Chemcor命名销售。这种强化玻璃也就是大猩猩玻璃的前身产品，于该年代开始生产，因具防弹功能的特种玻璃，这种材料还被应用于军事领域，例如用于导弹的超音速雷达头锥及直升机等。

直到20世纪90年代初，Chemcor一直用于各种商业和工业应用，包括汽车挡风玻璃、飞机、药瓶、监狱窗户、安全眼镜和电话亭。但一切都在2007年1月发生了变化。该年苹果公司的首席执行官史蒂夫·乔布斯（Steve Jobs）在旧金山推出了iPhone 1st Gen（IPhone）。该iPhone 原型机屏幕是塑料的，虽然其拥有高机械强度，但也很容易划伤。康宁公司向苹果公司推荐并提供了大猩猩玻璃（即Chemcor玻璃），作为苹果手机屏幕划痕问题的解决方法。后两家公司实现了Chemcor与iPhone产品的合体。当第一代苹果手机在同年6月推出时，客户手中的iPhone不但具有玻璃的光滑触感，并且十分耐用。康宁公司的第一代大猩猩玻璃为iPhone定下了基调和市场主导地位。

2010年后，康宁公司对玻璃产品进行了技术改造，用于消费电子行业的抗损坏显示，也就是普遍应用于手机圈的大猩猩玻璃。2012年1月，康宁公司宣布在国际消费类电子产品展览会展会上推出了他们的第二代大猩猩玻璃，并在同年5月和消费者见面。新一代的大猩猩玻璃比之前的产品更薄更轻，甚至还可以弯曲，可为触摸屏设备提供更好的保护。2013年1月10日，康宁公司在该次CES中展示了第三代大猩猩玻璃，并演示了玻璃的结实程度。在现场测试中，演示人员用175g的金属球撞击不同玻璃的中心位置，普通玻璃立刻被击碎，但是大猩猩三代玻璃没有任何损伤。

2014年10月20日，康宁公司推出第四代大猩猩玻璃。其耐用度更高，不光是防刮伤或者防手印指纹，最大的核心在于大幅度提升坠落时的抗损性，高出竞品玻璃两倍。2016年，康宁公司推出了第五代大猩猩玻璃，该大猩猩玻璃在1.6米屏幕向下跌落的测试中，完好率达到了80%。而两年前发布的第四代大猩猩，抗摔性能则是在1米左右跌落80%的完好率。

2018年7月19日，康宁公司宣布推出第六代大猩猩玻璃，这种新产品是为新的智能手机设计的，与第五代产品相比可更好地经受多次坠地所造成的伤害，而且从更高的高度下落也可保持完好。2020年7月23日，康宁公司发布了大猩猩玻璃第七代，三星note20 Ultra是第一款采用此屏幕面板的机型。康宁公司称第七代大猩猩玻璃大幅改善了耐刮和抗摔性能，再次强调了远超手机膜的硬度。其厚度也仅为0.3～0.5毫米。2023年7月，华硕Zenfone10新机发布，盖板采用的是康宁公司第八代大猩猩玻璃。

产品分类

大猩猩玻璃分类主要指标是厚度及硬度、抗损性能等指标。

生产工艺

生产原理

大猩猩玻璃与传统玻璃不同的地方在于，康宁公司独有的熔融制程通过离子交换工艺进行深层化学强化处理。离子交换是一种化学强化工艺，康宁将玻璃被放入温度约400℃的熔融盐浴槽中，这样做的结果是将大的离子“塞入”玻璃表面并形成压缩状态，使康宁大猩猩玻璃拥有了结构更大、化学特性更加活泼的钾离子。替换出钠离子后，大的离子占据更大的空间并且在玻璃冷却时被压缩，在玻璃表面形成了一层致密的加强压缩层，在玻璃内部形成较高的压缩应力。同时也赋予了玻璃更加柔软、易弯曲、不易断裂的特性，最终使玻璃获得更高稳定性和更大强度。

生产流程

大猩猩玻璃生产原理十分简单，但是由于玻璃的表面的致密特性，在进行离子交换时，如果只对外层的玻璃进行交换，所形成的压缩层厚度是很低的，也并不能过多提升玻璃本身的强度。面对这一问题康宁公司却拥有自己独特的工艺，生产工艺开始时，原材料与玻璃成分进行混合，然后将玻璃熔融，并进行状态调节。熔融玻璃被倒入“熔融封闭隔热管” ，直到两侧的玻璃流动均匀。随后底部再此融合或熔融，下拉形成连续、平整的玻璃板。通过大幅度增加离子交换的进度，可以对玻璃深层的钠离子进行交换，使得压缩层的厚度获得了极大的增加，这也是多年来康宁公司领先的主要原因。

产品性能

厚度薄

第一代大猩猩玻璃厚度均匀，可以达到0.7毫米到2.0毫米的不同厚度规格。 2012年推出的第二代大猩猩玻璃厚度比一代产品降低了20%。这意味着，采用了大猩猩二代之后，设备将会拥有和一代同样的保护效果，但是节省出来的厚度可以运用在其他领域，例如电池等，可以有效的解决电池续航能力不足的问题。2020年7月23日，康宁公司发布了大猩猩玻璃第七代，其厚度仅为0.3～0.5毫米。

光滑度

大猩猩玻璃表面的粗糙度非常低，手感光滑，具有高强度、轻薄等特点，很适合作为触摸屏手机的液晶保护层。

耐划度

康宁公司的科学家从玻璃的原子结构层面着手，在根本上改进了大猩猩玻璃应对撞击或划伤的方式。这种解决方案大幅提升了大猩猩玻璃耐用性，同时保持了触屏消费电子产品所需要的薄度。

耐冲击度

在康宁公司的实验室测试中，康宁第五代大猩猩玻璃能从1.2米的齐腰高度跌落至坚硬、粗糙的表面并保持完好。不仅于此，康宁公司第五代大猩猩玻璃的抗刮擦性能也比其它铝硅玻璃高出两倍。康宁推出了康宁第六代大猩猩玻璃，能经受15次从1米的高度到粗糙表面的跌落，比第五代大猩猩玻璃的表现翻倍。在相同的测试条件下，其它竞品玻璃，例如钠钙玻璃和铝硅玻璃等，在首次跌落时就出现损坏。

应用领域

大猩猩玻璃具防弹功能的特种玻璃，应用于军事领域，例如用于导弹的超音速雷达头锥及直升机等。除此之外，还被应用于宝马豪华电动跑车宝马i8之上。康宁公司通过大猩猩玻璃为第一代IPhone生产防刮花屏幕，经过这一次成功，使防刮花的大猩猩玻璃成为了高端手机的首选屏。截至2017年，大猩猩玻璃已被全球40家主要制造商应用于包括苹果公司系列等1800多种产品。

市场情况

2007年，大猩猩玻璃开始在智能手机应用。截至2016年在过去的九年时间，大猩猩玻璃已经被广泛运用到全球40多个品牌、1800多款产品的45亿部设备中。截至 2017年，大猩猩玻璃已被全球 40 家主要制造商应用于包括苹果系列等1800多种产品。根据专家市场调研公司的统计数据表明：2020年全球智能手机玻璃市场价值约16.3亿美元，其中大猩猩玻璃占据近60亿台设备的广阔市场。