Як роблять сапфірове скло. Основні властивості сапфірового скла. Мінеральне скло для годинників

22.06.2019

Для захисту екранів сучасних популярних засобів зв'язку сьогодні використовується два рівноправних варіанти - штучний сапфір або змінена хімічним чином скло Gorilla Glass. Кожне з рішень має цілий ряд переваг і недоліків, тому об'єктивно назвати якесь із них більш цікавим не можна при всьому бажанні. У даній статті ми проводимо повний порівняльний аналіз цих матеріалів - від моменту виробництва до можливості заміни.

Так що краще для захисту екрану - сапфір або Gorilla Glass?

Сапфір і Gorilla Glass - вступні

Що собою являє сапфірове скло

Сапфір є надтвердих форму прозорого кристала. Зовні він нагадує скло, проте за фізико-хімічними властивостями він куди ближче до алмазу.

Цікавий факт
Штучні сапфіри були вперше синтезовані в 1904 році французьким хіміком Огюстом Вернейлем.

Сьогодні подібний матеріал використовується для створення різних медичних пристосувань, а також для захисту циферблатів дорогого годинника і екранів деяких сучасних телефонів класу люкс, велика частина з яких має на своєму корпусі логотип Vertu.

Що собою являє Gorilla Glass

Gorilla Glass - це скло, яке має підвищений опір до подряпин, вигину і ударам. Це досягається шляхом його хімічної обробки, а саме - іонного обміну, під час якого відповідні елементи натрію в матеріалі замінюються частинками калію.

Цікавий факт
Проект Project Muscle - праотець Gorilla Glass - був закритий в 1959 році і відроджений на особисте прохання Стіва Джобса тільки в 2006.

Сьогодні Gorilla Glass, в переважній більшості випадків, використовується для захисту екранів сучасних мобільних телефонів, проте його також починають застосовувати у виробництві ноутбуків з сенсорними дисплеями, а також в автомобільній промисловості і навіть будівництві.

Порівняння твердості сапфіру і Gorilla Glass

Сапфір - значно більш твердий матеріал, ніж будь-який доступний для використання в телефонах.

Примітка
Шкала Мооса (мінералогічна шкала твердості) - набір з десяти еталонних мінералів - від тальку до алмазу - для визначення відносної твердості методом дряпання.

Самим твердим є алмаз - 10 балів. Твердість сапфіра оцінюється в 9 балів, Видозміненого хімічним чином скла Gorilla Glass - 6,8 балів. Для порівняння, твердість золота - 2,5 балів, стали - 4 бали, за звичайне скло - 5 балів, титану п'ятого класу - 7 балів, кованої сталі - 7 балів. Більш твердий матеріал без проблем дряпає м'який - сапфір можна подряпати тільки алмазом, Gorilla Glass - навіть простий зв'язкою ключів.

Чи справді можна пацарапать сапфір нічим, крім алмазу?- на це питання ми і хочемо відповісти. У Vertu була проблема з подряпинами на екрані, і багато користувачів сумнівалися, що це дійсно сапфір, адже кожен переконаний, що в побуті звичайної людини немає нічого, що могло б його пошкодити. Подряпини з'являлися - якщо мова про жінок з Vertu - від сережок з діамантами, які контактували з дисплеєм в момент розмови - вони мають більшу твердість, ніж сапфір

Наш власний наочний тест-порівняння твердості сапфіру і Gorilla Glass

Цифри - це, звичайно, здорово, проте ми вирішили провести самостійний тест на стійкість сапфіра до подряпин. У нас якраз завалялося сапфірове «скельце» від Vertu Ascent, тому, як то кажуть, сам Бог велів.

Для проведення експерименту ми використовували звичайнісіньку наждачний папір P400, куплену в автомагазині. Ми гарненько потерли нею тестовий зразок. Щоб домогтися видимого ефекту, довелося застосувати чимало зусиль, але все ж нам вдалося подряпати сапфір.

Як і чому так вийшло?Вся справа в тому, що в складі наждачним папері є корунд, він, також як і сапфір, має твердість 9.

Щоб підсилити ефект впливу в кілька разів, ми застосували бор-машину з абразивної насадкою. Але, судячи з усього, в складі абразиву були менш тверді частинки, ніж корунд і сапфір взагалі ніяк не вдалося подряпати, насадка просто ковзала по поверхні, не залишимо ні сліду. Ідеальний результат. Сапфір дійсно твердий.

Ми продовжили практичний тест, замінивши сапфір на GorillaGlass. Благо, у нас під рукою виявилося оригінальне скло з iPhone 6 після ремонту. Для чистоти експерименту ми застосували таку саму наждачний папір, як і у випадку з попереднім випробуваним. Результат виявився досить передбачуваним - подряпати матеріал не склало великих труднощів.

Заміна наждачного паперу на бор-машинку виявилася ще більш вражаючою - насадка увійшла як ніж у масло, на склі утворилися помітні неозброєним оком поглиблення. Без сумнівів, сапфір протистояв подібним діям з великою гідністю.

Переваги та недоліки сапфіра і Gorilla Glass

Кожен має свої плюси і мінусами.

Характеристики	сапфір	Gorilla Glass
твердість	Сапфір володіє куди більшу твердість, ніж будь-які інші рішення для захисту екрану, тому подряпати його дуже складно. Проте, як показують наші особисті тести, немає нічого неможливого.	Gorilla Glass має меншу міцність, ніж сапфір. Даний матеріал можна подряпати навіть металевими предметами - наприклад, ключами.
гнучкість	Сапфір дуже сильно програє за показником гнучкості, тому при тиску на пристрій він без будь-яких проблем може тріснути.	Gorilla Glass - дуже гнучкий матеріал, тому тиск на екран пристрою будь-якими сторонніми предметами не зможе критично пошкодити його.
міцність	Міцність сапфіру залишає бажати кращого - він дуже крихкий і може бути легко пошкоджений при ударі. Саме тому, до речі, в телефонах Vertu сапфірове скло має значну товщину, яка частково нівелює подібний недолік.	З огляду на значно більший, в порівнянні з сапфіром, показник міцності, пошкодити Gorilla Glass при падінні набагато складніше.
прозорість	Прозорість добре відполірованого сапфіра можна назвати еталоном. Це гарантує безпрецедентний рівень яскравості і контрастності зображення.	За показником прозорості Gorilla Glass явно програє сапфіру - це видно неозброєним оком.
вартість	Сапфір в десять разів дорожче, ніж Gorilla Glass, на що точно доведеться звернути увагу при ремонті.	Замінити екран, прикритий Gorilla Glass, можна з куди меншими грошовими витратами - це безумовний плюс матеріалу.

Gorilla Glass, має значно більший стійкістю до вигину, ніж сапфір. Саме тому тиск на нього навряд чи зможе завдати йому значні пошкодження - він подряпається, але точно не трісне. Сапфір, навпаки, швидше за трісне, ніж подряпати. Проте, на пристрої Vertu, наприклад, встановлюються досить товсті пластини прозорого сапфіра, а тому цей недолік частково нівелюється.

Добре відполірований штучний сапфір володіє куди більшою прозорістю, ніж будь-яке скло, включаючи той самий Gorilla Glass. Це робить зображення на екрані сучасного мобільного пристрою набагато більш яскравим та чітким, що дуже сильно покращує сприйняття з нього будь-якої інформації. З огляду на факт його використання як для введення інформації, так і для його виведення - це є важливим фактором для використання для захисту екранів телефонів саме сапфіра.

Незважаючи на те, що сапфір, маючи величезну твердість, куди краще будь-якого скла протистоїть подряпин і дуже довго зберігає первозданний вигляд виробу, у нього є неочевидний недолік. Даний матеріал є дуже крихким, тому розбити його при падінні пристрою не складе ніяких труднощів. За даним параметру Gorilla Glass перевершує його в пару раз. Саме тому в масивних «добротних» телефонах Vertu, наприклад, використовуються досить товсті пластини сапфіра, які б були непридатні, наприклад, для тих же iPhone.

Навіть з огляду на численні потуги щодо зниження вартості штучного сапфіра, до яких вдаються компанії по всьому світу, його ціна на даний момент перевищує аналогічний показник Gorilla Glass в десять разів. У першому випадку - близько 30 доларів за лист, в другому - всього 3 долари. Слід взяти до уваги, що в даному випадку позначена вартість не готовою комплектуючої, а тільки заготовки, тому для мас-маркету сьогодні сапфір точно не підходить.

Можливість і вартість заміни сапфірового екрану і Gorilla Glass

Залежно від можливості окремої заміни «скла» і екрану, вартість ремонту пошкодженого дисплея Vertu сильно різниться. Так, наприклад, в класичному кнопочному телефоні Signature S це реально, тому ціна на сапфірове скло знаходиться на рівні 15 000 рублів. У сучасних же смартфонах компанії вони склеєні разом для зменшення повітряного прошарку і підвищення якості зображення, тому в тому ж Constellation V, наприклад, при пошкодженні екрану доведеться розлучитися з сумою в 60 000 рублів.

У переважній кількості випадків екрани сучасних мобільних телефонів приклеєні до захисних стекол GorillaGlass, що дозволяє зменшити загальну товщину їх дисплеїв і поліпшити якість зображення, прибравши повітряний прошарок. Саме тому при пошкодженні скла необхідно міняти його в зборі разом з дисплеєм. Вартість подібної процедури в сучасних моделях iPhone знаходиться на рівні 10 000 рублів, що значно нижче аналогічних операцій з сапфіром.

Процес виробництва штучного сапфіра і скла Gorilla Glass

Для вирощування сапфіру, який би підійшов за розміром для екранів мобільних телефонів, компанією Vertu була створена нова технологія, яка є комерційною таємницею компанії. Проте, точно відомо, що базою для процесу є використання високої температури і тиску на оксид алюмінію. Після створення сапфіровою «ковбаси» вона розрізається на окремі частини потрібного розміру і тривалий час шліфується до повної прозорості. В обробці сапфіра використовуються інструменти з алмаза - тільки йому може піддатися подібний матеріал.

Щоб надати звичайному склу підвищеної твердості і міцності фахівці компанії Corning застосують хімічні методи його обробки - процес обміну іонами. Для цього звичайне скло поміщається в розчин розплавлених солей калію з температурою близько 400 градусів за Цельсієм. Під час процедури невеликі іони натрію в склі заміщуються іонами калію більшого розміру. Після охолодження скла іони калію починають тиснути один на одного сильніше, в порівнянні з натрієм, даючи новим матеріалом - тому самому GorillaGlass - підвищеної опірності пошкоджень.

Недалеке майбутнє засобів захисту екрану

Якщо проаналізувати поточні розробки і плани компаній-виробників захисних стекол для екранів телефонів, можна виділити три напрямки для розвитку цих комплектуючих. Перше базується на зниженні вартості сапфірових стекол і їх масове поширення, друге - на збільшенні твердості Gorilla Glass і подібних рішень фізико-хімічним чином, третє - на комбінованому використанні скла і сапфіра. В останньому випадку на стійке до ударів скло може наноситься тонкий шар стійкого до подряпин сапфіра - щось на зразок напилення.

Якщо ви стоїте перед вибором хороших годин, в тому числі

спортивних, то напевно помітили, що, серед інших характеристик, виробник майже завжди вказує матеріал, з якого зроблено скло, що захищає дисплей.

Чому це так важливо і якими бувають скла?

Характеристики скла безпосередньо залежать від того, з чого вона зроблена. виділяють три основних види матеріалу:

1. Пластикове склоабо органічне скло. Цей варіант є самим бюджетним і використовується, як правило, в недорогих моделях годин.

У такого скла є ряд переваг:

Воно легко гнеться під будь-яку форму годин
мало важить
Його важко розбити
Низька ціна.

Однак, цей матеріал далеко не ідеальний, в першу чергу тому, що його дуже легко подряпати. Не обов'язково при цьому шкребти по годинах ножем - органічне скло може помутніти і «затертися» навіть від звичайного (але регулярного) контакту з одягом. Розбити його дійсно складно в силу волокнистої структури, однак воно досить сильно схильне механічних пошкоджень, легко гнеться і не витримує великого тиску.

2. Мінеральне скло.У нього ще є дві назви: "Штучний кришталь" або "Силікатне скло". Таке стеклоімеет середні показники по всіх параметрах - ціною, вагою, ізносостойості і міцності. Його набагато важче подряпати, ніж пластик, але при простіше розбити. Мінеральне скло - найпопулярніший варіант серед виробників годин.

До мінеральному склу відноситься і Gorilla Glass - досить відомий матеріал, який використовується в Iphone, а також в годиннику деяких брендів. Таке скло є досить міцним, однак, як підтвердить вам будь-який користувач Iphone - його легко розбити і отримати «павутину» тріщин по всьому екрану. Так як площа екрану годин набагато менше екрану смартфона, то розбити його дуже складно - за багато років роботи з спортівниім годинами ми не пам'ятаємо і пари таких випадків.

Мінеральне скло використовується в багатьох моделях Suunto, наприклад, в лінійці Ambit (крім годин з позначкою Sapphire, про них трохи нижче).

3. І нарешті, сапфірове скло. Інша назва цього матеріалу - монокристаллический алюміній. Це не ті ж самі сапфіри, які використовуються в ювелірних прикрасах - це спеціально вирощені кристали оксиду алюмінію. Такий матеріал дорожче у виробництві, в обробці, але при цьому подряпати його можна тільки більш твердим матеріалом (а таких дуже, дуже мало), наприклад, алмазом. Сапфір є одним з найскладніших мінералів, відомих людині. Він твердіше стали, але більш крихкий в порівнянні з алмазом. Хімічно посилене скло може бути чудовим матеріалом, але сапфір краще з точки зору твердості, міцності і стійкості. Сапфір в 4 рази більше стійкий матеріал, ніж згаданий вище Gorilla Glass. За шкалою твердості Мооса, використовуваної для вимірювання твердості мінералів, сапфір набирає 9 з 10.

До речі, телефони компанії Apple мають один елемент, зроблений з сапфірового скла - саме їм захищена камера смартфона.

Саме сапфірове скло використовується в самих дорогих годинниках. Навіть якщо ваш годинник із сапфіровим склом будуть у спадок носити ваші внуки, навряд чи вони побачать хоч одну подряпину.

Так як і виробництво і обробка сапфірового скла - справа трудомістка і дороге, ціна у нього відповідна. Так що майте на увазі, що аналогічна модель годинника, але захована за сапфіром, буде коштувати значно дорожче. Suunto використовує сапфірове скло в самих преміальних моделях своїх годин, наприклад, в новинці 2016 року

Є також проміжні, комбіновані варіанти - наприклад, мінеральне скло з сапфіровим напиленням. Така технологія дозволяє підвищити стійкість до подряпин без істотного підвищення ціни.

Що ж вибрати?Якщо ви хочете годинник «на століття» і плануєте активно і довго їх використовувати - вибирайте сапфірові стекла! Як не крути, це найпрестижніший і найякісніший варіант для більшості видів годин, безсумнівно додає балів їх власнику.

Шукайте довговічний варіант, але хочете заощадити? Вибирайте годинник з мінеральним склом!

Хочете велику колекцію яскравих пласмассовий годин, купуєте прості спортивні годинник з секундоміром і відсічення або шукайте перші години для дитини? Вибирайте пластик!

Для тих, хто цінує в наручних годинниках надійність, міцність, довговічність і зовнішню привабливість, важливим параметром є вид і якість скла на циферблаті. Від цілості скляного покриття залежить правильна робота всього механізму. Воно захищає внутрішні деталі від ударів, проникнення пилу або води. Яким би стильним не був дизайн, відколи й подряпини на циферблаті додадуть годинах зношений і пошарпаний вигляд.

Пластик або плексиглас. Ці матеріали на сьогоднішній день є найбільш доступними і дешевими з різноманіття наданого на сучасному ринку. Частота використання пояснюється малою питомою вагою, хорошими пластичними якостями і простотою вторинної обробки. Мінусом є схильність подряпин, потертостей, інших механічних пошкоджень. Використання пластика або плексигласу доречно в спортивних моделях. Обладнані плексигласом копії годинників Hublot дуже легкі і добре тримають динамічне навантаження. Вони практично не відчуваються на руці і не заважають під час занять спортом або активними видами відпочинку.

Мінеральне скло з сапфіровим напиленням. Це матеріал, що складається з двох шарів - верхній з синтетичних сапфірів, нижніх - з мінерального скла. Має меншу вартість, ніж чисте сапфірове скло, але зберігає всі його корисні властивості.

Антиблікове скло. Це спеціальним чином оброблене мінеральне або сапфірове скло. Найчастіше його використовують при виробництві дорогих годинників, окулярів, інших товарів, де важливі противідблискуючі властивості. Наявність скла з антибликовой функцією в годиннику дозволить розрізняти циферблат і стрілки навіть при дуже яскравому освітленні, наприклад, під полуденним сонцем. Така функція дуже важлива, якщо більшість часу людина проводить на вулиці.

Мінеральне скло. Це проміжний за ціною, доступності та якості варіант скла. Усі значимі параметри (прозорість, міцність, щільність, зносостійкість) знаходяться на середньому рівні. Має перевагу в моделях годин, де відтінки стрілок і циферблата майже збігаються - мінеральне скло дозволяє розрізняти показники часу найкращим чином. Створюючи копію швейцарського годинника, виробники найчастіше використовують мінеральне скло з-за його практичності і демократичною вартості.

Сапфірове скло. Наукова назва - монокристаллический алюміній. Цей матеріал виготовляється з так званих синтетичних сапфірів. Його відмінними рисами є глянсовий блиск і дуже висока зносостійкість. Що найголовніше, сучасне сапфірове скло не покривається подряпинами, не тьмяніє і не мутніє протягом тривалого періоду самої інтенсивної експлуатації. Однак воно досить крихке, що збільшує ризик розбити його при випадковому ударі. Практично єдиний матеріал, який може залишити подряпини - алмаз. Тому не слід зберігати годинник поруч з кільцями, інкрустованими діамантами. Оснащені сапфіровим склом, копії годин Patek Philippe довгий час збережуть престижний і солідний вигляд. Відповідно, вартість наручних годинників з сапфіровим склом щодо вище.

Сенсорне скло. Належить до скоєно новим інноваційним матеріалами. Виробляється на основі сапфірового скла шляхом оснащення його внутрішньої сторони прозорими чутливими електродами, що реагують на тепло. Використовується в наручних годинниках нового покоління. Дозволяє легко активізувати додаткові функції шляхом торкання певних точок на склі.

Відразу обмовимося, мова піде про брендових статусних наручних годинниках, яким пластик «не по чину». Чи не тому, що матеріал дешевий і не підкреслює добробут. Просто він швидко втрачає прозорість і цілісність. Завданням скла є не тільки відмінна видимість циферблата, але і захист механізму. З огляду на, що в багатьох моделях годин механіка сверхточная, іноді ручної роботи, забезпечити його безпеку - справа честі майстра. Тому при виготовленні брендових годинників використовують мінеральні або сапфірові стекла. В чому різниця? Давайте розбиратися.

мінеральне скло

75% наручних годинників захищені такими стеклами. Вони відмінно запобігають потраплянню пилу і вологи всередину корпусу, не дозволяючи «вбити» механізм. Мають такі властивості:

міцні. Їх складно розбити прямим ударом;
зносостійкі. В процесі носіння рідко з'являються подряпини;
довговічність. Термін служби при правильному догляді більше 20 років;
можливість полірування і нескладний догляд.

При невисокій вартості подібні якості роблять годинник з мінеральним склом особливо популярними. Слід зазначити невеликі недоліки: після тривалої експлуатації мутніє і потребує заміни.

Сапфірове скло

Захист циферблата і механізму, виконана з штучного сапфіра, відрізняється високою зносостійкістю. Щоб нанести подряпину на скло вам знадобиться, як мінімум, купити алмаз, іншими мінералами сапфірову поверхню пошкодити практично неможливо. Крім того, годинник з подібним склом у дбайливого власника прослужать майже нескінченно. Може зноситися корпус, браслет, а скло залишиться прозорим і цілим.

Мінус - крихкість матеріалу. Через високу твердості штучного сапфіра скло може не витримати сильного удару і просто розколеться.

Як визначитися з вибором?

Щоб знати, де саме «собака зарита», давайте порівняємо обидва варіанти стекол за кількома показниками:

зносостійкість.Мінеральне можна пошкодити в результаті неакуратне поводження, але воно полірується. Сапфір пошкодити практично неможливо;
міцність.При сильному ударі сапфірове скло можна розбити, мінеральне стійкіше;
вартість.Для виготовлення мінерального скла використовуються більш дешеві компоненти, тому підсумкова ціна мінерального текла нижче, ніж сапфірового.

Чи є альтернатива?

Пам'ятайте, годинне виробництво постійно зростає і розвивається. Сьогодні провідні бренди пропонують продукцію за прийнятною ціною високої якості не тільки з сапфіровими стеклами. У чому хитрість? Недороге мінеральне скло покривається сапфіровим напиленням або додається антибліковий ефект. Багато брендів додатково гартують матеріал, підвищуючи вологостійкість і міцність скла і, відповідно, забезпечують кращий захист циферблата і механізму. Правда від помутніння мінерального скла поки «ліки» не винайшли.

Заходьте в, щоб особисто переконатися: статусні аксесуари для будь-якого бюджету легко підібрати в кілька кліків. Професійну консультацію і оригінальну якість - гарантуємо.

Якщо на циферблаті годинника є напис «Cristal», то це означає, що їх скло зроблене з мінералів. Напис «Hardlex» також вказує на мінеральне скла, однак твердість такого складу вище за рахунок спеціальної обробки. Напис «Sapflex» говорить про те, що для виготовлення даного годинника застосовувалося мінеральне скло з тонким шаром сапфіру. А сапфірове скло від мінерального, якщо на ньому немає ніяких написів?

Відповідність класу пристрою

В першу чергу характеристики скла повинні відповідати класу пристрою, в якому воно встановлено. Протиударні водонепроникні годинники найчастіше обладнані сапфірових стеклами. Годинники для повсякденного носіння і занять спортом оснащуються, як правило, мінеральними і пластиковими вікнами, рідше сапфірових. Не варто очікувати, що в пристрої буде встановлено дороге сапфірове скло.

Як відрізнити дороге скло від простого мінерального

Можна нанести на скло крапельку води. Нахиляючи в різні боки годинник з мінеральним склом можна помітити, що крапелька води розтікається, залишаючи за собою слід, так званий хвіст. Подібного з крапелькою води не відбувається на сапфірове скло: навіть при нахилі годин в різні боки крапля води не розтікається по поверхні скла, а катається по ньому як ртутна кулька -. Якщо експеримент проводиться з сапфіровим склом з антивідблиском, крапля води залишиться на тому ж місці, куди її і поставили, навіть при перевертанні пристрою склом вниз. Складність експерименту полягає в тому, щоб правильно вибрати розмір краплі.

Другий спосіб перевірки не завжди можливо здійснити при покупці виробу, наприклад, спробувати подряпати скло. Сапфірове покриття не дряпається, але його легко розбити. В умовах магазину можна перевірити скло на відблиски: мінеральне дає їх, сапфірове немає. Якщо годинник оснащені антивідблиску склом, дізнатися, сапфірове воно або мінеральне, не представляється можливим, так як і те, і інше здаються невидимими, тобто не відбивають світло. І у того, і в іншого покриття є блакитний відтінок.

Найвірніший і точний спосіб відрізнити одне скло від іншого - це по черзі піднести кожне до кінчика носа і потримати кілька секунд. Більш холодний матеріал і буде сапфіровим, так як він повільніше нагрівається, ніж мінерал. Якщо і те, і інше буде нагріватися рівномірно, то тут з упевненістю можна стверджувати, що обидва скла мінеральні. Правда цей експеримент можна проводити з двома пристроями, про одне з яких точно відомо, що воно оснащене покриттям з мінерального скла.