9月6日，華為的Mate50如約而至，雖然沒有了5G，但是依舊帶來了不少驚喜。首個獲得業内瑞士SGS五星抗跌耐摔權威認證的十倍耐摔的昆侖玻璃、全球首款支持北鬥衛星通信消息、首發超變光XMAGE影像系統、首發鴻蒙3.0系統、創新應急模式，等等。硬件方面，沒有麒麟芯片的加持，其配備的昆侖玻璃成為最大的亮點。十倍于普通玻璃的強度，究竟是如何做到的呢？

昆侖玻璃

玻璃這種東西，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。肯定還有些同學知道，玻璃它模糊了固體與流體的界限，就像那個滴了快一百年的瀝青一樣。玻璃的主要成分為二氧化矽和其他氧化物，是一種無規則結構的非晶态固體。也就是說，玻璃内部原子分子排列完全沒有規律可言。而另一些材料，比如金屬，它的原子排列就非常規整。

瀝青實驗

實際上，整齊劃一的原子或分子排列結構，是影響其整體強度的主要因素，排列得越整齊，其強度就越強。材料的破壞，本質上是内部分子間或原子間相互作用力的分開。對于不規則排列的非晶态固體，微觀角度下，原子或分子間的距離有大有小。間距大的地方，空隙就大，也更加的薄弱。這一現象，在宏觀上，有專業術語，叫應力集中。而如果是排列規則的晶體結構，則原子或分子間距離處處相等，不存在薄弱環節。當然，這是理想情況。實際的微觀結構中，不管是不是晶體結構，都會存在生産制造過程中的微觀内缺陷。但是，整體上非晶态固體依然偏弱。

微觀結構

所以，實際生活中，普通玻璃很脆，一掉就碎。它的抗拉強度約60MPa，抗壓強度約1000MPa。玻璃同其他材料一樣，抗壓不抗拉。作為對比，我們看一下同樣是脆性的鑄鐵的拉壓強度，HT200的抗拉大概是200MPa，抗壓則是750MPa。從對比中可以看出，玻璃非常的不耐拉，但是卻非常耐壓。其本質就是微觀層面的原子或分子排列的問題。

既然如此，那麼能否從微觀的層面，人為操縱玻璃原子或分子的排列，以提升其強度呢？答案顯然是不現實的。人類還沒有從微觀層面大批量擺弄原子分子的能力。人類目前可以做的是，通過各種處理工藝，改變玻璃外層的緻密度，也就是鋼化、強化玻璃。力學分析發現，當物體表層非常擠壓，形成一層緻密的擠壓層，存在着壓縮的殘餘應力時，這個物體的整體強度就會大大提升。

原子尺度的操控不切實際

表層存在着壓應力，内部一般也會有殘餘拉應力。這種應力狀态下，外層緊緊地包裹着内層，大大提升整體的強度。一方面，表層因擠壓而變得更加緻密，内缺陷偏少，表層玻璃本身的強度得到了大大的提升。另一方面，玻璃破壞必定是拉伸破壞，表層玻璃必須從初始的壓應力狀态變成拉應力狀态，這就平白增加了先抵消壓應力的載荷，從而提升了整體的強度。

魯伯特之淚

這次華為的昆侖玻璃，其強度是普通玻璃的十倍，究竟如何做到？物理的處理工藝是達不到這個程度的，隻有離子交換的化學工藝才有可能。将高溫的玻璃浸泡在離子溶液中，玻璃原本含有的鈉、鉀離子，跟溶液中的大離子相互交換。這樣大離子進入表層，本身就會撐大，對周圍形成擠壓。另一方面，離子交換後形成新的化學物質，其熱膨脹系數不同，冷卻之後也會對周圍形成擠壓。廣告語中的複合離子強化注入，就是指這個離子交換。

離子交換的多少和離子進入表層的深度，就決定了成品昆侖玻璃的強度。顯然，想要獲得更好的強度，就需要大離子進入更深層，這樣才能使外層的壓應力層更加的厚實。這就造成處理工藝非常耗時，效率低下。所以廣告語中的24h，大概就是指這個過程。另外，正如前面所述，玻璃模糊了流體和固體的界限，時間久了之後，昆侖玻璃同樣會發生應力松弛，影響其整體的強度。所以，千萬别拿舊手機做實驗。

離子交換

此外，納米晶體的生成，也很大程度上改善了内部的分子結構，使之變得更加規整，從而從源頭上提升了整體的強度。

納米晶體

昆侖玻璃強度十倍于普通玻璃，得益于離子交換的處理工藝，使得外壓内拉，提升了整體的強度；而納米晶體的形成，改善了玻璃的微觀結構，從源頭上提升了其強度。

值得一提的是，昆侖玻璃完全是國内企業生産的，達到甚至超過了國際水平。未來，我們必将在國産手機屏幕上越來越多地看到昆侖玻璃的身影。

PS：強度不是硬度。

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