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手机屏幕再创新 钻石涂层显示屏将问世

日期: 2018-11-01    来源:中国磨料磨具网

  人们珍惜钻石的美丽,以及它们向佩戴者传达的地位和永久感,但是有一天这些最珍贵的宝石可能比填充订婚戒指和周年纪念吊坠更具实用性:使智能手机显示屏更耐刮擦,以免产生芯片或蜘蛛网状的裂缝。

  

  与从地壳深处开采的钻石不同,钻石显示屏的钻石是在AKHAN半导体的实验室中生长,该公司正在研究如何使用合成钻石来增强电子产品。到今年年底,AKHAN计划开始生产涂有微米厚度金刚石的玻璃智能手机屏幕,该公司称其将更耐刮擦,不易破碎。然而,该公司不会说哪些智能手机制造商可能会使用其Miraj钻石玻璃,或者如何控制这些屏幕的成本。

  

  无论AKHAN是否提供,使用钻石解决智能手机屏幕破裂的普遍问题的想法都需要仔细审查。几年前摩托罗拉的一项研究表明,近三分之一的美国手机用户的屏幕都曾破裂过。合成钻石屏幕将会比用于制造大多数智能手机显示屏的康宁大猩猩玻璃甚至是Apple用于其Apple Watch显示屏的蓝宝石水晶更耐刮擦。

  然而,尽管钻石具有耐刮擦性和耐热性,但同时也是是非常脆的材料。“如果你对它施加足够的压力,它会在最薄弱的平面上断裂和裂开,”化学气相沉积顾问吉姆巴特勒说,他曾在海军研究实验室担任研究员38年。金刚石涂层也不一定能保护下面的玻璃屏幕免受液滴的影响,该液滴会在屏幕上或沿着其边缘产生钝力。

  

  虽然涂有合成钻石的屏幕预计比现有的智能手机屏幕更加防碎,但它们的实际强度完全取决于它们的制作方式。该过程被称为化学气相沉积 - 涉及用一层由氢 - 碳键构成的细金刚石颗粒对基板(例如一块玻璃)进行除尘。然后将涂有金刚石的玻璃放入具有氢气和富含碳的气体如甲烷的组合的腔室中。下一步是用热量喷射碳氢化合物气体混合物或使其经受电磁场,直到它变成碳原子和带正电的氢离子的等离子体。在这些条件下,金刚石颗粒的碳 - 氢键开始破裂。当金刚石颗粒中的氢原子被来自等离子体的碳原子取代时,形成连续的金刚石膜。由于温度的变化或决定最终产品物理性质的原始金刚石颗粒的尺寸,可以在该过程中引入结构缺陷。制作更防碎的钻石薄膜需要调整这些变量。

  当金刚石碎片聚集在一起时,碳和氢之间的键以狂热的速率形成或破坏,这将能量泵入金刚石膜并产生热量。“生长钻石的最佳温度往往高于600摄氏度,并且根据情况,可能高达1200摄氏度,”巴特勒说。钻石非常擅长散热,在这种极端环境下可以很好地保持良好状态。不幸的是,下面的玻璃开始在约550摄氏度下熔化。

  

  AKHAN创始人Adam Khan声称他的公司可以在350摄氏度或更低的温度下制造人造金刚石薄膜。巴特勒持怀疑态度,指出玻璃和它的金刚石涂层即使在那些温度下也会有不同的反应。“如果你要将钻石放在某物上并且某些东西会经历温度循环,那么涂层和基材之间就会产生应力,”他说。这种应力足以使石英裂开,石英比玻璃硬得多。他补充说,这一挑战可以解决,“但这不是一个微不足道的问题。”

  AKHAN解决此类问题的能力将决定钻石能否应用于智能手机屏幕。

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