最强“大猩猩”

开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇最强“大猩猩”范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！

自4000多年前古埃及人開始烧制玻璃以来，在^类历史发展中，玻璃就和我们形影不离了。最初，玻璃只是少数富人专享的奢侈品，直到1827年玻璃压印机器发明后，廉价玻璃才開始被大规模生产，并被普通用户广泛使用。近代技术的进步又对玻璃提出了更高的要求，于是钢化玻璃、夹层玻璃等产品纷纷出现。你也许并不了解，但凡iPhOne、iPad、iPOd tOUCh等“i-”系列产品以及你身边的大多数手机的屏幕，使用的都是美国康宁公司研制的—种叫做大猩猩的钢化玻璃，它具有强度高、坚固、抗磨损等一系列优良特性。

硬度如何定义?

玻璃是硬而脆的东西，那么如何衡量玻璃的硬度呢?此时需要引进—个概念——莫氏硬度。莫氏硬度是表示矿物硬度的一种标准，1824年由德国矿物学家莫斯首先提出。确定这一标准的方法是，用棱锥形金刚石钻针刻画矿物的表面而产生划痕，用测得的划痕的深度来表示硬度。

矿物的硬度是指矿物抵抗某种外来机械作用(如刻划、压入、研磨等)的能力。矿物学中通常所称的硬度多是指莫氏硬度，即矿物和莫氏硬度计相比较的刻划硬度。莫氏硬度计以十种不同硬度的矿物为依据，相应地将硬度由低到高分为如下表的十个等级。使用时，用标准矿物与未知硬度的被测量矿物相互刻划。如该矿物能被磷灰石刻划，而不能被萤石刻划，则该矿物的硬度被测定为4～5度。

这是一个相对的硬度标准，简单来说就是硬度高的材料能在硬度低的材料上留下划痕，如硬度为6度的材料能在硬度为5度的材料上留下划痕，反之却不行。

强度如何提高?

莫氏硬度在5度左右的玻璃是一种脆性材料，特别坚硬抗压，韧性却很差。所以必须通过钢化，以改变玻璃表面结构，增加表面层压应力，从而增加玻璃的强度。物理钢化玻璃的做法是将玻璃放在滚筒桌上，推入超过退火温度600℃的焗炉，然后以空气迅速冷却。玻璃表面被冷却至退火温度以下，快速硬化及收缩，而玻璃内部则在短时间内仍作流动。当玻璃内部收缩时，会在表面造成压应力，玻璃外部则成张应力。一般钢化玻璃强度比普通玻璃强度大四至六倍，原因是玻璃表面的轻微裂痕都会被应力所紧压，而内层可能出现裂痕的可能性更低。不过解决了强度问题却产生了新的问题：与普通玻璃相比，钢化玻璃的硬度较低，更容易被刮花。

为此，人们采用了化学强化的方式来进一步提高玻璃的强度和硬度。其生产方式说起来并不复杂，就是根据离子扩散的机理来改变玻璃的表面组成，在一定的温度下把玻璃浸入到高温熔盐中，玻璃中的碱金属离子与熔盐中的碱金属离子因扩散而发生相互交换，产生“挤塞”现象，使玻璃表面产生压缩应力，从而提高玻璃的强度。化学强化是极富学问的一门技术，将玻璃放到动辄4、500℃的高温化学槽，浸泡时间太久玻璃就很容易变形，但如果短浸泡时间，化学变化的深度又会不足，成品硬度将难以担负保护产品的重任。

大猩猩何以强大?

基于此，著名光学设备厂商康宁发明了一种新的方法来产生强度和硬度足够高的玻璃，这种玻璃就叫大猩猩玻璃。康宁在生产大猩猩玻璃时，是将生产出的玻璃放置在高纯度的硝酸钾溶液及搭配的催化剂中混合加热至420℃左右，以完成离子交换。其过程从化学原理上来说，相当简单，就是利用硝酸钾中的钾离子将玻璃中的钠离子置换出来，玻璃结构表面的钾离子和钠离子进行离子交换而形成强化层。由于钾、钠离子交换速度较慢，要使玻璃具有大的应力值和符合使用要求的应力层厚度，交换时间需要4～10小时不等。通常化学强化玻璃的压应力层深度一般是5～25um，但康宁公司独特的技术使大猩猩玻璃可以将应力层提高到50um甚至更高，极大地提高了大猩猩玻璃的防划伤能力。

由于钾离子的结构更大，同时，其化学特性更加活泼，这也就意味着其在替换出钠离子后所生成的新化合物有更高的稳定性和更高的强度。这样，就形成了一层致密的加强压缩层，而钾离子更强大的化学键，也赋予了大猩猩玻璃柔韧性，在轻微弯曲的情况下，其化学键不会断裂，在外力撤销后，化学键重新复位，这就让大猩猩玻璃变得很强悍了。然而康宁大猩猩钢化玻璃最大的秘诀还在于离子交换所形成的加强压缩层，加强压缩层越厚，强度就会进一步提升。这个由更大的离子组成的“压缩层”形成了抗刮擦和其他损伤的“铠甲”，让大猩猩玻璃的强度变得更高，要在大猩猩玻璃上留一道划痕，就必须穿过它厚厚的加强压缩层。

我们知道，玻璃的表面是致密的，在进行离子交换时，只有最外层的玻璃能完成交换，所形成的压缩层厚度很低，对性能的帮助有限。这也就是其他厂家明知原理，却难以生产出相应产品的原因。而康宁，却通过特殊的工艺，极大地增加了离子交换的进度，即便玻璃深层的钠离子，也能够进行交换，从而令压缩层的厚度大大增加，这就令大猩猩玻璃在离子交换玻璃中拥有极高的性能。

正因为这样，使得生产出来的Gorilla大猩猩玻璃可以在厚度降低一半的情况下，强度比常规的碱性玻璃还提高一倍，也就是说，其强度是普通碱性玻璃的4倍，据说其硬度能达到7度左右。

不过，对于像硬度达到7度的康宁大猩猩玻璃，即便一般的小刀、钥匙、硬币之类的物品硬度充其量也只在3～4之间，根本不可能在其表面留下伤痕，但是不要忘了身边像沙砾、水晶、钻石饰品这类普遍硬度在7度以上的物体，当遇到它们时，根据莫氏硬度的定义，即使是彪悍的大猩猩也会伤不起。