华为P50终于来了,首次采用透明纳米微晶玻璃,这个材料有何神奇之处?

近日,备受关注的华为P50正式发布。本次,华为P50系列中的高端旗舰机P50Pro,前后采用了透明纳米微晶玻璃盖板。这是国内第一款使用纳米微晶材质盖板的旗舰机,也是全球第一款3d造型纳米微晶材质的手机。那么微晶玻璃到底是什么物质?它是如何制备的呢?

图1华为P50Pro 来源:华为官网

一、什么是微晶玻璃

微晶玻璃,又被称作玻璃陶瓷,是对某些特定玻璃体系的基础玻璃,通过可控析出微晶制得的一种材料,其微晶相在玻璃相中均匀分布。微晶玻璃由细小晶体及残余玻璃相组成,含有大量玻璃相,并且可以高度结晶化,微晶玻璃内部至少含有一种玻璃相和一种微晶相。同时,普通玻璃内部原子是无规则排列,而微晶玻璃的内部是规则排列的细小的晶体结构,微晶大小一般在几十纳米到几十微米之间。

二、微晶玻璃的发展历程

三、微晶玻璃的主要特点

微晶玻璃不仅拥有玻璃的软化温度高、电绝缘性能好、化学稳定性等基本优点,又拥有陶瓷的耐磨性好、硬度大、机械强度大、热稳定性好、膨胀系数可调等优点。微晶玻璃的基本性能主要由两点决定:一个是组成相所具有的性质,如基础玻璃的氧化物配料比、生成晶相的类别、剩余玻璃相的含量与性能;另外一个是由于热处理工艺制度不同所引起的微晶体的数量和平均晶体粒径的长度。

四、微晶玻璃的分类

微晶玻璃有多种分类方法,可以从外观透明度、微晶化原理、性能、基础玻璃组成和结构等方面进行分类。

五、微晶玻璃的生产工艺

整体析晶法法

熔融法是指在高温条件下将原材料慢慢熔化的过程,之后将熔制好的玻璃液倒入模具中,在进行热处理得到微晶玻璃样品。玻璃粉末在烧结后形成样品的收缩率较大、容易发生变形。

烧结法

烧结法是指用基础玻璃粉经过物质迁移使粉末产生强度并导致致密化和再结晶的过程。

溶胶-凝胶法

溶胶—凝胶法是将金属有机或无机化合物作为先驱体,经过水解形成凝胶,再在较低温度下烧结,得到微晶玻璃。

六、微晶玻璃的其他应用领域

微晶玻璃具有玻璃和陶瓷的双重特性,相较于传统玻璃,其具备耐磨性好、硬度大、化学性质稳定等优点,同时具有无电磁干扰,不具备磁性的特点,通过对机身表面的细致处理可塑造出更加高端的视觉形象。作为未来最具潜力的材料之一,微晶玻璃还具有其他更多应用领域,值得人们深入研究与推广。

1.建筑领域

微晶玻璃因具有较高的硬度和强度,并且体积密度较低,几乎不吸水,耐酸碱腐蚀,抗冻,无放射污染,镜面效果好。微晶玻璃可以广泛作为结构材料、热绝缘材料等应用于建筑装饰领域,是一种新型的绿色装饰材料,该材料已迅速发展成为最具应用前景的建筑装饰材料。

2.机械工程领域

微晶玻璃具有耐高温、抗热震、耐浸蚀、耐磨、不导电、不导磁等特性,这些性质是传统金属难以企及的。同时,还具有易切削的性能。应用于旋转叶片,活塞、炊具等方面,甚至在航空航天等高端用场合,如飞机、火箭、人造地球卫星上也出现了微晶玻璃的身影。

3.光学领域

某些特定的微晶玻璃具有低膨胀和零膨胀特性,适用于望远镜和激光外壳这些对于尺寸要求特别敏感的领域;用金、银作核化剂的某些微晶玻璃具有较好的光学敏感性,因此可以起到“显影”的作用。从而在光纤放大器、透红外仪表,激光导航陀螺仪﹑光敏电阻、光太阳能电池等方面得到广泛应用。

4.电子领域

微晶玻璃具有膨胀系数可调的优势,这使得它可以与很多材料膨胀特性相匹配,因此可以制备各种微晶玻璃基板电容器及高频电路;某些微晶玻璃还具有独特的介电性能,它们在精密部件,电子,航空领域具有广泛的应用前景;极性微晶玻璃是一种新型的功能材料,含有定向生长的非铁电体极性晶体具有压电性和热释电性能,在水声、超声等领域有广阔的应用前景。

5.生物医学领域

生物微晶玻璃具有良好的化学稳定性、生物相容、强磁性能等。目前,主要用作牙齿材料、人体骨骼修复、铁磁性抗癌材料等。另外,人们利用微晶玻璃的抗热冲击性得到的红外辐射,已实现在医疗保健产品中的应用。

6.化学化工领域

微晶玻璃具有良好的化学稳定性,几乎不被腐蚀的特性而广泛地应用于化工领域。如微晶玻璃在硫化钠电池中作密封剂;在喷射式燃烧器中作为过滤器以消除汽车尾气中碳氢化合物;在盛装和输运腐蚀性液体可作为槽或者管道。

那么,我国微晶玻璃发展的怎么样呢?

全球范围内,德国、美国、日本等国家对微晶玻璃的研发应用时间较长,其技术水平也处于全球领先地位,相关企业包括美国康宁、日本京瓷、德国肖特等。整体来看,外资企业凭借其研发实力强、生产规模大、产品质量好等优势占据全球高端微晶玻璃市场的主要份额。

与欧美等发达国家相比,我国微晶玻璃行业起步较晚,于上世纪八十年代初才开始研发,在国家政策持续利好、国内企业自主研发能力提升的推动下,我国微晶玻璃行业发展速度较快,目前我国微晶玻璃材料的生产工艺已经趋于成熟,部分企业的研发水平、生产水平已经接近国际领先水平。国内微晶玻璃相关企业有康尔微晶玻璃、广东科迪微晶玻璃、宜兴远东、湖州大享等企业。从国内微晶玻璃产能总体分布来看,我国微晶玻璃产能主要分布在广东、浙江、上海等东部沿海地区以及华南地区等。

微晶玻璃是具有发展前途的21世纪的新型材料,其性能优势突出,近年来,随着相关技术不断突破,微晶玻璃应用范围逐渐扩展,市场规模持续扩大。我国微晶玻璃行业起步较晚,但在国家政策的推动下,我国微晶玻璃行业发展取得了一定的成绩,部分企业的研发水平、生产水平已经接近国家领先水平。但整体来看,目前全球高端微晶玻璃市场仍有国际企业占据主导,我国微晶玻璃企业仍存在较大的提升空间。

文章来源: 粉体圈,中国产业信息网

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