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蓝宝石玻璃是如何制造的?

创作时间:
作者:
@小白创作中心

蓝宝石玻璃是如何制造的?

引用
1
来源
1.
https://customglassmfg.net/zh-CN/blog/how-is-sapphire-glass-made/

玻璃制造商和专业工程师对蓝宝石玻璃的制造过程并不陌生。 一个简短的答案是通过称为 Verneuil 方法的过程,其中氧化铝(刚玉)被熔化并缓慢结晶成圆柱形晶锭。 然后将该晶锭切成薄片,并对其进行精确抛光以达到所需的光学透明度。

漫长的过程涉及材料和部件的采购、多种准备指南以及机械和功能方面所需材料的加工。

在本指南中,我们将讨论蓝宝石玻璃的制造和生产方式。 您将学到有关蓝宝石玻璃生产和制造的一切知识——从采购、成型、成型,甚至加工和抛光,我们都为您准备好了!

蓝宝石玻璃是由真正的蓝宝石制成的吗?


图 1:蓝宝石水晶外观示例

不,蓝宝石玻璃是由合成蓝宝石制成的,它实际上并不是一种玻璃,而是一种由氧化铝材料形成的六方晶体。 它是一种极其耐用、坚硬且坚韧的材料,具有高水平的耐热性和耐温性。

因此,总而言之,从技术上讲,它不是真正的蓝宝石,但它与您所知道的具有不同色调和颜色的蓝宝石很接近,区别在于颜色和透明度。

通用名称

这是一个有趣的事实! 蓝宝石是除红红宝石之外所有刚玉宝石的通用名称。 因此,当您识别蓝宝石时,您并不总是识别宝石,而是识别蓝宝石玻璃或水晶。

蓝宝石玻璃与蓝宝石水晶


图2:不同用途的不同形状和形式的蓝宝石晶体

蓝宝石玻璃和蓝宝石水晶通常被误解为两种独立的物体和材料,而实际上,它们是相同的。 只是术语不同,因为蓝宝石玻璃用于工业意义上,而蓝宝石水晶则常用于手表、珠宝和可穿戴设备行业。

这些蓝宝石玻璃和水晶元件在极高的温度下制成,广泛应用于各种商业、工业和部门。

蓝宝石玻璃用在什么地方?


图 3:蓝宝石玻璃的不同应用

对比蓝宝石水晶和玻璃,您经常在哪些地方使用后者? 蓝宝石玻璃用于许多不同的领域和行业。 事实上,它们主要出现在需要符合其描述的特定玻璃和材料类型的领域。

您主要会在以下行业和应用中找到蓝宝石玻璃:

  • 钟表珠宝业
  • 室内和家居设计与建筑
  • 先进和现代工程
  • 电子科技
  • 光学行业
  • 航空航天领域
  • 汽车及汽车零部件
  • 还有很多!

蓝宝石玻璃是一种多功能且灵活的材料,可用于各种应用和情况!

蓝宝石玻璃的强度如何?


图 4:蓝宝石玻璃极其坚固、耐用、有弹性且持久耐用

蓝宝石玻璃被认为是最好、最强的合成材料之一。 它耐磨、防刮,莫氏硬度为 9 级。 您不会对它的弹性和强度感到失望,因为它会超出您的预期。

它的硬度等级为2,000高压,这是相当高的。 这意味着蓝宝石水晶只能被比它更硬的材料刮擦和损坏,就像评级为 4,500 至 10,000 级的真钻石一样。

相比之下,如果我们从冲击和压力的角度来看待蓝宝石玻璃,它比其他种类和类型的玻璃更坚韧、更耐用、更持久,使其成为特定用途的理想材料和组件。一套可穿戴设备和设备。

这是来自 Ben's Watch Club 的一段简短视频,测试蓝宝石玻璃的强度和韧性。

蓝宝石玻璃贵吗?

是的。 事实上,在所有现代和当前的选择中,蓝宝石水晶是业内最昂贵的表镜。 与其他常见玻璃材料相比,蓝宝石玻璃相对昂贵。 其生产过程涉及合成蓝宝石的生长和精密抛光,导致成本较高。

蓝宝石水晶的耐用性和防刮性使其成为优质电子设备和豪华手表的宝贵选择,完全证明了其额外费用的合理性。 虽然成本有所不同,但确切的价格可能会根据尺寸和应用而有所不同。

不过,一般来说,其价格范围属于透明材料价格范围的高端。

注意:平均而言,这些费率和价格处于中间范围。 但是,您还可以在此列表中找到更便宜和更昂贵的产品。

蓝宝石玻璃多少钱?

那么,这就引出了一个问题——蓝宝石玻璃到底多少钱? 从市场走势来看,蓝宝石玻璃的平均价格为每片1至10美元。 价格从 1 美元起不等,具体取决于结构、厚度和制造过程。

形状不一定对价格有任何影响,但是可以肯定地说,单位越精确,价格就越高。

查看蓝宝石玻璃的平均价格和价格全球速卖通和中国制造a!

蓝宝石玻璃是天然的吗?


图 5:三块圆形蓝宝石眼镜

不,这不对。 这里所说的蓝宝石玻璃或蓝宝石水晶指的是合成蓝宝石。 它是一种与我们所知的蓝色蓝宝石完全不同且独立的材料,并且通常被很多人误解。

因此,总而言之,蓝宝石玻璃是用于手表玻璃、镜子和其他需要玻璃替代品的典型材料,它并不天然。 另一方面,蓝宝石(宝石)是天然刚玉,绝不是用来制造蓝宝石水晶的。

表镜类型:亚克力玻璃、矿物玻璃、蓝宝石玻璃


图 6:亚克力、矿物和蓝宝石玻璃单位的比较

说到手表,永远不会缺少玻璃类型,但有三种被认为是最常见和最常用的玻璃:丙烯酸、矿物和蓝宝石玻璃。 让我们看一下这三个并尝试将它们相互比较!

亚克力玻璃

亚克力表镜重量轻且价格便宜。 它们也被称为塑料或 hesalite 晶体。 它们的特点包括出色的抗冲击性和易于更换。 这些水晶常见于古董和入门级时计中。 然而,它们很容易被划伤,需要经常清洁。

亚克力玻璃或 Hesa lite 玻璃的优点

  • 耐冲击。
  • 轻巧。
  • 便宜
  • 易于更换。

亚克力玻璃或 Hesa lite 玻璃的缺点

  • 容易出现划痕。
  • 需要经常抛光。
  • 光学透明度较低。

矿物玻璃

矿物玻璃晶体由钢化玻璃制成,比丙烯酸具有更高的耐刮擦性。 它们具有良好的抗冲击性,用于中档钟表。 这些晶体价格便宜,但随着时间的推移它们会碎裂。 矿物玻璃在耐用性和成本效益之间取得了平衡。

矿物玻璃的优点

  • 比亚克力更耐刮擦。
  • 良好的抗冲击性。
  • 价格适中。
  • 与丙烯酸相比,光学透明度更好。

矿物玻璃的缺点

  • 随着时间的推移仍然会刮伤。
  • 不如蓝宝石玻璃那么耐刮擦。

蓝宝石玻璃

最后但同样重要的是蓝宝石玻璃。 由合成蓝宝石制成的蓝宝石手表玻璃是最优质的选择。 它们非常坚硬,几乎防刮擦,提供无与伦比的清晰度。

此外,它们常见于高端和豪华手表中。 虽然价格较贵,但其卓越的耐用性和耐刮擦性使其成为一项长期投资。 它为您的手表提供最佳保护,并多年保持其原始外观。

蓝宝石玻璃的优点

  • 异常坚硬且防刮。
  • 无与伦比的光学清晰度。
  • 持久耐用。
  • 随着时间的推移保持原始的外观。

蓝宝石玻璃的缺点

  • 最昂贵的选择。
  • 比其他类型更脆且耐冲击性更差。
  • 更换可能会很昂贵。

这些差异总是必须极其精确,因为它们毕竟是不同的。 其他玻璃制造专家和玻璃制造商对此也有自己的看法和看法。 Ben's Watch Club 介绍了这些手表玻璃类型的差异!

工艺的核心:蓝宝石玻璃是如何制作和制造的?

图 7:蓝宝石玻璃晶锭的外观:其制造过程的一部分

制造或生产蓝宝石玻璃的工艺并不局限于单一性。 事实上,许多制造商都对自己的做法感到自豪,因为某些步骤和功能有助于提高产品的整体质量。

我们这里提供的是一般和常见的方法:

第 1 步:准备蓝宝石晶种和坩埚

制造蓝宝石玻璃的旅程始于专门的熔炉。 在这些熔炉中,极高的热量和压力在氧化铝上发挥神奇作用,形成蓝宝石晶体。 事情是这样开始的:

蓝宝石种子植入

该过程从放置“蓝宝石种子”开始,这是一种大约冰球大小的圆盘状物体。 该晶种是蓝宝石晶体生长的基础。

然后,将蓝宝石晶种与氧化铝和未结晶的蓝宝石材料(称为“裂纹”)混合。 这种组合是该过程的关键部分。

第二步:坩埚和结晶

蓝宝石晶体生产的下一阶段在坩埚和熔炉内进行,其中热量和精度至关重要。

坩埚放置

蓝宝石晶种、氧化铝和裂纹共存于坩埚中,坩埚是一个金属容器。 它对于水晶的制造至关重要。

极热

熔炉被加热到大约 4,000 华氏度,产生一种使各成分融合在一起的气氛。 这种强烈的热量是该过程中的重要催化剂。

冷却循环

熔化后,熔融材料经历一系列持续约两周的冷却循环。 这些循环对于蓝宝石结晶成所需的形状是必要的。

此阶段的结果是一块圆柱形蓝宝石,称为“蓝宝石晶锭”。 它是一种大型的原始蓝宝石,可以进一步加工用于各种应用,例如 LED 和飞机窗户。

第 3 步:制作蓝宝石晶圆

为了制造智能手机屏幕,蓝宝石晶圆源自蓝宝石晶锭:

提取更小的立方体

从蓝宝石晶锭中提取出更小的立方体,正是这个立方体成为蓝宝石晶片的来源。

蓝宝石晶圆生产

这些蓝宝石晶圆是制造智能手机显示屏的基础。 可以对它们进行钻孔和切割,以制造出适合这种特定应用的薄如纸的蓝宝石片。

第四步:蓝宝石屏幕制造

蓝宝石屏幕的制造过程涉及先进技术,以确保其耐用性和光学清晰度:

高能质子轰击

在此阶段,蓝宝石晶圆经历一个称为“质子诱导剥离”(PIE)的过程。 高能质子(氢离子)被引导至晶圆,穿透其表面下方。

微泡的形成:高速氢离子在蓝宝石晶片表面下方产生一行氢气微泡。

加热过程:晶圆经过高温处理,从原始晶圆上分离出来,形成超薄蓝宝石片。 这个过程会重复多次,直到整个晶圆都被利用,从而产生许多超薄薄片。

最终产品:这一复杂工艺的最终产品是令人垂涎的蓝宝石屏幕,以其卓越的强度、光学清晰度和耐刮擦性而闻名,使其成为包括智能手机显示屏在内的先进技术应用中广受欢迎的组件。

就是这样! 这是制造和制造蓝宝石玻璃的通用而全面的方法!

观看此视频,了解如何制作和制造蓝宝石晶体!

什么可以打破蓝宝石玻璃?

以其耐用性而闻名的蓝宝石玻璃仍然可能破裂。 除了与真正的钻石相比存在弱点之外,蓝宝石玻璃晶体在满足以下任何条件时仍然可能破裂:

  • 极限力量:巨大的冲击力或外力(例如将重物掉落在其上)可能会破碎蓝宝石玻璃。
  • 磨损:虽然高度耐刮擦,但比蓝宝石更硬的材料(如钻石)可能会刮擦或损坏它。
  • 缺陷:玻璃内现有的结构缺陷或夹杂物会削弱其强度,使其更容易破裂。
  • 边缘应力:集中在边缘的尖锐冲击可能会导致裂纹或碎裂。
  • 冷热冲击:快速的温度变化,特别是极端高温和随后的快速冷却,可能会引起热应力并导致裂纹。
  • 制造缺陷:制造过程中的罕见缺陷可能会留下弱点,使玻璃更容易破裂。

有了这些信息,我们可以放心地得出结论:蓝宝石玻璃很坚固,但不能免受特定因素的影响。 仅仅因为它是地球表面最坚固、最耐用的材料之一,并不意味着它是坚不可摧的。

蓝宝石水晶有什么好处?

许多人会说蓝宝石水晶的好处非常明显。 然而,在了解并理解它的优势和益处之后,仍然值得一提:

卓越的硬度

蓝宝石水晶是最坚硬的材料之一,具有卓越的耐刮擦性,确保原始的外观。 其硬度水平以及耐用性和弹性可以轻松与真正的钻石相媲美。

光学清晰度

无与伦比的透明度和最小的光失真导致清晰、锐利的显示屏和相机镜头。

耐用性

蓝宝石玻璃可以轻松承受磨损,非常适合手表、智能手机和航空航天领域的高冲击应用。 对于温度敏感的应用和行业来说,它也是一种很好的材料。

优异的耐化学性

除了其机械和物理强度外,蓝宝石玻璃还具有耐腐蚀的特性,尤其是耐腐蚀性化学物质的腐蚀,从而保持其完整性。

长寿

最后,就是长寿。 由于其强度、阻力和坚固性,它可以确保设备和组件更长的使用寿命。

哪些智能手表使用蓝宝石玻璃?


图 8:使用蓝宝石玻璃作为底座的智能手表的图像

虽然当今大多数技术和小工具都以大猩猩玻璃为主,但仍有一些技术和小工具仍然使用蓝宝石玻璃作为智能手表和小工具的涂层和盖子。

其中一些最常见的是 Apple Watch 2 和 Apple Watch 7 范围内的产品。低端铝制型号使用 Ion-X 玻璃,而不是蓝宝石玻璃。 除了Apple Watch外,华为GT 2 Pro、Withings ScanWatch、Fenix 6和7蓝宝石版也采用了蓝宝石玻璃。

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