玻璃在日常生活中可以說無處不在,幾乎是天天能見到,但您見過薄如蟬翼的玻璃嗎?5月8日,中國建材集團(tuán)蚌埠院功能玻璃研究所成功生產(chǎn)出的“超薄玻璃”,厚度只有0.12毫米,比一張A4紙略厚一點(diǎn),更神奇的是,這種玻璃還很結(jié)實(shí),家用轎車用150公里的時速撞擊都毫發(fā)無損。
中國建材集團(tuán)蚌埠院功能玻璃研究所副所長曹欣,曾帶著他的團(tuán)隊(duì)做超薄玻璃的落球?qū)嶒?yàn),測試超薄玻璃的性能。
曹欣將55克鋼球放在1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。被鋼球砸中的這片玻璃厚度只有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。
曹欣說:“在0.12毫米這個范圍上,我相信我們的超薄玻璃是在世界范圍內(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(jī)、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(qiáng)度和韌性,是個世界難題。
正是因?yàn)橹袊夹g(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)50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,但是皮爾金頓卻只對中國進(jìn)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?yàn)槠鸩捷^晚,又沒有任何經(jīng)驗(yàn)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(jì)研究院首席科學(xué)家彭壽和科研團(tuán)隊(duì)經(jīng)過30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5月突破0.12毫米。
“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(shí)驗(yàn)。”蚌埠中建材信息顯示材料有限公司總經(jīng)理任紅燦介紹道。
任紅燦掰斷的就是用來做手機(jī)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(xì),就代表玻璃的強(qiáng)度越高。在同類產(chǎn)品中,這樣的強(qiáng)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(qiáng)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。
生產(chǎn)線的環(huán)境溫度有四五十?dāng)z氏度,被任紅燦稱為最不討喜的廠房,而觀測1600攝氏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(fù)2攝氏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(dá)到50萬元。
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?yàn)殄a液的密度較高,玻璃溶液可以浮在錫液表面,再用拉邊機(jī)將玻璃拉薄,最后進(jìn)入退火窯進(jìn)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。
堅(jiān)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4年的時間,在國際市場的份額增長到了40%。
“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!”中國建材集團(tuán)董事長宋志平對未來充滿信心。

圖1:博士后科技工作站加快研發(fā)步伐

圖2:科研攻關(guān)小組