大猩猩玻璃的工作原理

虽然你可能会想到玻璃的制造形式，但事实是它是我们在自然界中发现的一种材料。某些岩石和矿物会玻璃在接触到高温之后。这在熔岩流和闪电击中地面的地方自然发生。

人类一直在为千年创造玻璃。熔炉能够产生难以置信的热量把合适的岩石融化成我们所说的玻璃熔体. 在这个阶段，你可以用很多方法来塑造玻璃，包括用一根管子把空气推入物体。我们称之为技术玻璃吹制．

商业玻璃往往有三个主要来源。第一种是沙子，化学上我们称之为二氧化硅。康宁在生产过程中使用的就是这种材料。商业玻璃中的另外两种材料包括石灰石和碳酸钠。

康宁将二氧化硅（SiO2）与其他化学物质结合，然后将其熔化成玻璃熔体。由此产生的玻璃是铝硅酸盐- 这意味着玻璃含有铝，硅和氧气。该玻璃还含有钠（Na）离子，其在下一个制造阶段变得重要。

康宁将熔融玻璃倒入V形槽中，但不会停止将槽填充到顶部。该公司继续加入熔融玻璃，直至玻璃开始溢出槽的侧面。自动机器人手臂从槽边绘制玻璃板。每张床单才超过半毫米厚。

如果你用这种玻璃作为电子设备的屏幕，你最终会得到一个非常清晰的覆盖物。但它不像Gorilla玻璃那样抗损伤——它只是铝硅酸盐玻璃。为了让Gorilla玻璃能够承受刮痕和裂缝，康宁给这些玻璃片做了一个小浴。

大猩猩玻璃背后的真正秘密涉及一种叫做离子交换的化学过程。一离子是一个原子，它获得或失去了一个电子，因此携带一个净电荷。电子是带负电的亚原子粒子。如果一个离子有一个额外的电子，它的净电荷是负的；如果它失去一个电子，它的净电荷是正的。原子形式的元素带有中性电荷，因为电子的数量与原子的数量相匹配质子，它们带正电。

那么，离子与环境有什么关系呢玻璃? 生产过程第一阶段的铝硅酸盐玻璃含有钠离子。康宁将这些玻璃片浸入钾离子浴中。如果你看周期表在所有的元素中，钠的含量刚好高于钾。德米特里·门捷列夫是周期表的创造者，他按照原子量对元素进行排列，并将具有相似性质的元素组合在一起。钠和钾都属于被称为活性金属．这些是能与其他物质发生强烈反应的金属。

钠在元素周期表上的位置比钾高，这意味着钠原子比钾原子小。你可能认为在原子尺度上无所谓，但事实并非如此!如果你能把钠离子从铝硅酸盐玻璃中取出来，用更大的钾离子代替它们，那片玻璃就会受到挤压。

想象你有一张网。网中的线很灵活，但很紧——没有太多的给予。网的每个洞里都有一个固定的高尔夫球。现在想象一下，你把所有的高尔夫球都换成了棒球。这类似于在原子水平上发生的离子交换。

那么它是如何工作的呢?要用钾来替代钠，首先必须打破钠与玻璃的离子键。这就是钾盐浴如此热的原因——康宁公司表示，钾盐浴的温度高达400摄氏度(752华氏度)。在这个温度下，能量(热)分解了钠与铝硅酸盐之间的离子键。但活性较低的金属所具有的特性之一是，与活性较轻的金属相比，它们可以在较高的温度下维持离子键。钾比钠重——400摄氏度(752华氏度)不足以将钾离子和铝硅酸盐分开。

在钾浴中进行良好的热浸后，铝硅酸盐被钾离子压缩。这种压缩作用在玻璃上形成了一层保护层，使其具有普通玻璃所没有的强度。有环保意识的人可以放心——大猩猩玻璃是可回收的。

离子交换过程并不是新的，康宁的大猩猩玻璃并不是市场上唯一的化学强化玻璃。但康宁已经在消费电子展(Consumer Electronics Show)等场合展示了其玻璃的强度，该公司邀请人们参加测试，看看需要多大压力才能打碎玻璃。未经处理的玻璃相对容易破碎。标准的化学强化玻璃会产生更大的阻力，但在足够的压力下也会破裂。大猩猩玻璃更抗损坏。

大猩猩玻璃是如何进入产品领域的?康宁与制造商合作，提供Gorilla Glass作为产品制造过程的一部分。普通消费者不能出去买一块Gorilla Glass贴到现有设备上。从这个意义上说，康宁是一家原始设备制造商(OEM)。最终产品将包含康宁的玻璃，但最终产品将有另一家公司的品牌。

康宁公司不允许透露所有使用其Gorilla玻璃的产品。但该公司公布的产品包括索尼BRAVIA系列电视机、三星Galaxy Tab平板电脑和戴尔Streak。而智能手机制造商可能会研究Gorilla玻璃，以帮助其产品抵抗移动便携式设备带来的磨损，电视制造商正在考虑使用Gorilla玻璃，以使其产品更耐用。

由于康宁公司的熔绘工艺制造出的玻璃薄片不会阻碍电容式触摸屏等应用，你可能会看到更多的智能手机和平板电脑在其结构中加入了Gorilla玻璃。康宁公司的生产工艺和便携式设备的普及率激增，可能正是推动该公司走向成功的时机。

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