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新華網:中國造出"超薄玻璃" 厚度堪比A4紙

閱讀次數:  發布日期: 2018-5-11   來源:新華網
  

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實驗,測試超薄玻璃的性能。

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的最薄玻璃。

0.12毫米的玻璃到底有多薄呢?我們現場拿辦公用的A4紙進行了對比。兩張A4紙的厚度是0.19毫米,比超薄玻璃還厚了0.07毫米。

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,比較驚艷的一個成果了。

超薄玻璃也叫超薄電子觸控玻璃,是電子信息顯示產業的核心材料,用來做手機、電腦、電視顯示屏基礎材料。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。

正是因為中國技術的突破和創新,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,他就已經在著手準備0.1毫米超薄玻璃的研發了。

上世紀五十年代末,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封鎖。這樣的情況讓當時的中國玻璃行業意識到,必須要走一條自主創新的道路。

因為起步較晚,又沒有任何經驗可以借鑒,當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,國內電子產品生產商不但價格沒法協商,就是供應什么樣的材料也要由人家說了算。

為了不再受國外的技術掣肘,蚌埠玻璃工業設計研究院首席科學家彭壽和科研團隊經過三十多年的探索,將完全擁有自主知識產權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。

蚌埠中建材信息顯示材料有限公司總經理 任紅燦:市場轉了一圈,現在下游對產品又有了新的要求,現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。在同類產品中,這樣的強度已經算是較高的了。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,但是也要通過數百個工藝參數的調整才能完成,開完會的任紅燦還要到生產線上看看。

記者現場探訪世界最薄玻璃生產基地 從實驗室到大規模量產中國材料讓世界驚艷

生產線的環境溫度有四五十度,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。

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

爐內的溫度將近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。

透過這個小鏡子,可以看到爐內的融化情況,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整。

生產超薄玻璃的秘訣,除了高溫的窯爐,還有一個關鍵步驟,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玻璃最為重要的三個環節,每個環節需要調整的參數都非常多。

堅持與創新,讓中國的超薄玻璃在國內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%。

從實驗室到產業化,最難的還是生產線上工藝參數的調整。實驗室做出的超薄玻璃樣品僅有10厘米寬,而工業生產的超薄玻璃要做到4米寬。這對玻璃強度、韌度的指標有著極大的考驗,需要上萬次的工藝參數調整。而每種功能不同的玻璃都需要重新調整工藝參數,這樣的過程需要持續不斷才能保證玻璃的最優性能。

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

薄如蟬翼的玻璃竟然可以經受那么大的沖擊力,也難怪曹欣說那是一個令世界驚艷的成果。正是因為有了這些基礎材料,中國建材集團建起了屬于自己的玻璃王國,發展各種行業所需的高精端玻璃基材。

半小時觀察:競爭從沒有終點

從無到有,從不信任到占領市場,越來越多的中國制造正在贏得市場的青睞,這背后是無數人的創新與堅守。

不過,制造業領域的競爭從來沒有終點,領先只是暫時的,追趕是常態。

況且,制造業領域的細分產品不勝枚舉,在很多領域我們依舊處在跟隨狀態。而不斷追求更完美的產品是中國制造時刻眺望的目標。

我們期待,未來有更多中國的企業,能夠走在世界制造業的前列。

 
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