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中國超薄玻璃驚艷世界：厚度堪比A4紙轎車撞不碎

2018-05-14 10:38:22 作者：本網(wǎng)整理來源：材料科學(xué)與工程分享至：

玻璃在日常生活中可以說無處不在，幾乎是天天能見到，但您見過厚度只有0.12毫米的玻璃嗎？0.12毫米是個什么概念，一張A4打印紙的厚度是0.095毫米，也就是說，這種玻璃只比一張紙略厚一點，更神奇的是，這種玻璃還很結(jié)實。

這種玻璃只比A4紙稍厚家用轎車150公里時速撞擊都毫發(fā)無損

中國建材集團蚌埠院功能玻璃研究所副所長曹欣，正帶著他的團隊做超薄玻璃的落球?qū)嶒灒瑴y試超薄玻璃的性能。

曹欣將55克鋼球放在一米的高度，自由落體砸向超薄玻璃。這樣的沖擊力相當(dāng)于一輛家用轎車以時速150公里的速度撞停到墻上的沖擊力，但玻璃完好無損。被鋼球砸中的這片薄如蟬翼的玻璃2018年4月剛剛下線，超薄玻璃的厚度只有0.12毫米，是目前世界上使用浮法工藝批量生產(chǎn)的最薄玻璃。

中國建材集團蚌埠院功能玻璃研究所副所長曹欣：在0.12毫米這個范圍上，我相信這是在世界范圍內(nèi)，比較驚艷的一個成果了。

超薄玻璃也叫超薄電子觸控玻璃，是電子信息顯示產(chǎn)業(yè)的核心材料，用來做手機、電腦、電視顯示屏基礎(chǔ)材料。玻璃越薄，透光性能就會越好，柔韌性好，重量也會隨之減輕。但是玻璃太薄又非常易碎，怎樣讓玻璃既薄又有足夠的強度和韌性，是個世界難題。

正是因為中國技術(shù)的突破和創(chuàng)新，使超薄玻璃的國際市場價格降低了2/3。然而，曹欣并沒有滿足0.12毫米的厚度。在0.12毫米玻璃批量下線的時候，他就已經(jīng)在著手準(zhǔn)備0.1毫米超薄玻璃的研發(fā)了。

上世紀(jì)五十年代末，英國皮爾金頓玻璃公司向世界宣布玻璃浮法成型工藝研制成功，各國爭相搶購專利，但是皮爾金頓卻獨獨對中國進行技術(shù)封鎖。這樣的情況讓當(dāng)時的中國玻璃行業(yè)意識到，必須要走一條自主創(chuàng)新的道路。

因為起步較晚，又沒有任何經(jīng)驗可以借鑒，當(dāng)時中國的裝備和工藝都跟國外存在一定差距，根本無法做出厚度1.1毫米以下的超薄玻璃。電子信息顯示的核心材料仍然受國外壟斷，國內(nèi)電子產(chǎn)品生產(chǎn)商不但價格沒法協(xié)商，就是供應(yīng)什么樣的材料也要由人家說了算。

為了不再受國外的技術(shù)掣肘，蚌埠玻璃工業(yè)設(shè)計研究院首席科學(xué)家彭壽和科研團隊經(jīng)過三十多年的探索，將完全擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的中國超薄玻璃帶上了世界舞臺。

2014年6月，突破0.33毫米；

2016年4月，突破0.15毫米；

2018年4月，突破0.12毫米。

中國制造一次又次刷新了世界紀(jì)錄

蚌埠中建材信息顯示材料有限公司總經(jīng)理任紅燦：市場轉(zhuǎn)了一圈，現(xiàn)在下游對產(chǎn)品又有了新的要求，現(xiàn)在我拿的就是市場反饋回來的一個樣片，我給大家做一個實驗。

任紅燦掰斷的就是用來做手機屏幕的0.33毫米超薄玻璃，是客戶跟他們訂購的產(chǎn)品。從外觀來看，掰斷后的玻璃，花紋越多越細，就代表玻璃的強度越高。在同類產(chǎn)品中，這樣的強度已經(jīng)算是較高的了。然而，客戶又對任紅燦提出了新的要求，想要在這個強度上再增加一個量級。

雖然客戶提出的要求可以做到，但是也要通過數(shù)百個工藝參數(shù)的調(diào)整才能完成，開完會的任紅燦還要到生產(chǎn)線上看看。記者現(xiàn)場探訪世界最薄玻璃生產(chǎn)基地，從實驗室到大規(guī)模量產(chǎn)中國材料讓世界驚艷。生產(chǎn)線的環(huán)境溫度有四五十度，被任紅燦稱為最不討喜的廠房，而觀測1600度左右爐溫的融化情況才是最讓人頭疼的一件事。

玻璃的性能是否優(yōu)越，關(guān)鍵在于原料的配比和高溫融化時原料產(chǎn)生的化學(xué)變化，而爐內(nèi)的溫度有著至關(guān)重要的作用，正負2度的溫差就會影響玻璃的性能，所以任紅燦最關(guān)心溫度的變化和爐內(nèi)的融化情況，有絲毫的偏差，整個生產(chǎn)線上的玻璃就要廢掉，一天的損失就要達到50萬。

爐內(nèi)的溫度將近1600度，里面紅彤彤一片，除了刺眼睛，幾乎什么都看不見。為了能直觀看到里面融化的情況，任紅燦拿出來他的觀察法寶——鏡子。

任紅燦：你看是不是像做粥一樣冒泡，所以平時觀察這個，都用鏡子，冒小泡，說明在進行劇烈的化學(xué)反應(yīng)。

透過這個小鏡子，可以看到爐內(nèi)的融化情況，就像煮粥時滾開的氣泡。任紅燦每次觀察特別注意氣泡的情況。由于客戶提出要增加玻璃的強度，任紅燦就需要在制備玻璃的原料中增加一種金屬元素。而這種金屬元素的熔點要高于其它原料的熔點，所以融化的過程要特別注意，氣泡稍微有些異樣就要在溫度上及時進行調(diào)整。

生產(chǎn)超薄玻璃的秘訣，除了高溫的窯爐，還有一個關(guān)鍵步驟，錫槽。窯爐熔化的玻璃溶液流入錫槽裝備中，因為錫液的密度較高，玻璃溶液可以浮在錫液表面，再用拉邊機將玻璃拉薄，最后進入退火窯進行退火。

窯爐、錫槽和退火是浮法工藝生產(chǎn)玻璃最為重要的三個環(huán)節(jié)，每個環(huán)節(jié)需要調(diào)整的參數(shù)都非常多。

任紅燦：這個反復(fù)的過程是非常熬人的，對人就是一種折磨，中間可能有時候就是十幾個小時，那你就要不停地盯在現(xiàn)場。

堅持與創(chuàng)新，讓中國的超薄玻璃在國內(nèi)國際市場上不斷開疆拓土。2014年以前，任紅燦他們的電子信息顯示材料在國際上幾乎是零銷量。而短短四年的時間，在國際市場的份額增長到了40%。

任紅燦：我們現(xiàn)在在市場的占有率，應(yīng)該都是在世界前三。

從實驗室到產(chǎn)業(yè)化，最難的還是生產(chǎn)線上工藝參數(shù)的調(diào)整。實驗室做出的超薄玻璃樣品僅有10厘米寬，而工業(yè)生產(chǎn)的超薄玻璃要做到4米寬。這對玻璃強度、韌度的指標(biāo)有著極大的考驗，需要上萬次的工藝參數(shù)調(diào)整。而每種功能不同的玻璃都需要重新調(diào)整工藝參數(shù)，這樣的過程需要持續(xù)不斷才能保證玻璃的最優(yōu)性能。

中國建材集團董事長宋志平：過去中國在跟跑、并跑，下一步我們要領(lǐng)跑，從中國制造到中國創(chuàng)造。