Materialien des Deckglases: Was in das Display Ihres Telefons gelangt

Schauen Sie sich heute jedes Telefon, Tablet oder jeden Bildschirm an. Die oberste Schicht, die Sie berühren, wird Deckglas genannt. In der Branche wird es einfach CG oder Cover Lens genannt. Es sitzt direkt oben auf dem Anzeigemodul. Seine Aufgabe ist unkompliziert. Schützen Sie den Bildschirm darunter. Und mit etwas aufgedruckter Tinte an den Rändern sorgen Sie dafür, dass das Gerät gut aussieht.

 

Deckglas ist nicht immer gleich Glas. Manchmal ist es Plastik. PC, PMMA oder eine Mischung aus beidem. Aber bei den meisten Telefonen und kleineren Displays ist Glas der Standard. Genau so hat sich der Markt entwickelt.

 

Woraus besteht dieses Stück Glas eigentlich? Lassen Sie es uns aufschlüsseln.

 

Der Rohstoffmix

Glas beginnt als eine Mischung aus Rohstoffen. Zu den Hauptbestandteilen von Deckglas gehören Siliziumdioxid, Aluminiumoxid, Kalziumoxid, Natriumoxid, Lithiumoxid, Kaliumoxid und Magnesiumoxid. Die ersten vier machen den größten Teil des Gewichts aus. Sie bilden das Fundament.

Zusammen bilden sie das sogenannte Silikatglas. Siliziumdioxid bildet die Struktur. Die anderen Oxide tragen dazu bei, den Schmelzpunkt zu senken und die endgültigen Eigenschaften des Glases zu bestimmen.

Jede Zutat in dieser Mischung ist wichtig. Ändern Sie das Rezept und Sie ändern die Leistung des Glases. Mechanisch, thermisch, optisch. Es verändert auch den Herstellungsaufwand und die Kosten. Glasmacher verbringen Jahre damit, dieses Gleichgewicht zu verfeinern.

Lassen Sie uns die Hauptzutaten einzeln durchgehen.

 

Siliziumdioxid

Das ist das Rückgrat. Es bildet das Netzwerk, das das Glas zusammenhält. Betrachten Sie es als den Rahmen eines Hauses. Es verbindet sich zu Einheiten, die Silizium-Tetraeder genannt werden. Diese Verbindungen verleihen dem Glas seine Grundfestigkeit und Stabilität.

Mehr Siliziumdioxid bedeutet härteres Glas. Bessere chemische Beständigkeit. Bessere thermische Stabilität. Aber Sie dürfen nicht zu hoch gehen, sonst wird das Glas schwer zu schmelzen und zu formen.

In Kalknatronglas liegt der Siliziumdioxidgehalt normalerweise zwischen 60 und 75 Prozent. Bei Alumosilikatglas liegt er etwas niedriger, typischerweise bei 52 bis 63 Prozent.

 

Aluminiumoxid

Fügen Sie Aluminiumoxid hinzu und die Dinge ändern sich. Es verbessert die chemische Stabilität. Dadurch ist das Glas säure- und alkalibeständiger. Dinge wie Natriumhydroxid, Salzsäure, in gewissem Maße sogar Flusssäure. Es erhöht auch die mechanische Festigkeit. Höhere Druckfestigkeit, höhere Zugfestigkeit. Das Glas hält der Belastung einfach besser stand.

Aluminiumoxid beeinflusst auch die Wärmeausdehnung. Dadurch wird die Expansionsrate verringert, wodurch das Glas während der chemischen Härtung stabiler wird. Weniger Verzug, weniger Dimensionsveränderung.

Die Menge an Aluminiumoxid bestimmt tatsächlich, welche Art von Glas Sie haben. Niedriges Aluminium, mittleres Aluminium, hohes Aluminium, ultrahohes Aluminium. Je mehr Sie bis zu einem gewissen Punkt hinzufügen, desto stärker wird das Glas.

In Glas mit niedrigem bis mittlerem Aluminiumgehalt, das im Wesentlichen aus Natronkalk besteht, liegt Aluminiumoxid bei etwa 5 bis 13 Prozent. Bei hochaluminiumhaltigem Glas sind es sogar 13 bis 24 Prozent.

 

Calciumoxid

Calciumoxid hilft beim Schmelzen. Es senkt die zum Schmelzen der Charge erforderliche Temperatur und erleichtert den Glasfluss während der Formung. Es trägt auch zur chemischen Stabilität und mechanischen Festigkeit bei.

In Natronkalkglas beträgt der Kalziumoxidgehalt typischerweise 5 bis 12 Prozent. Bei Alumosilikatglas liegt er niedriger, üblicherweise bei 1 bis 5 Prozent. Zwei Gründe dafür. Erstens kann Kalziumoxid bei optischen High-End-Anwendungen die Lichtdurchlässigkeit beeinträchtigen, daher sollte der Wert niedrig gehalten werden. Zweitens bewirkt das Aluminiumoxid in Alumosilikatglas bereits einen Großteil dessen, was Kalziumoxid bewirken würde. Sie brauchen also weniger.

 

Natriumoxid

Dieser ist für die chemische Verstärkung von entscheidender Bedeutung. Es ist der Hauptakteur im Ionenaustauschprozess. Natriumionen im Glas tauschen sich mit größeren Kaliumionen aus einem Salzbad aus. Dieser Austausch setzt die Oberfläche unter Druck und macht das Glas stärker.

Natriumoxid hilft auch beim Schmelzen. Es senkt die Viskosität, sodass das Glas bei niedrigeren Temperaturen leichter fließt. Das vereinfacht die Herstellung.

Aber es gibt einen Kompromiss. Zu viel Natriumoxid führt zu einem Verlust an mechanischer Festigkeit und thermischer Stabilität. Sie halten es also innerhalb eines Bereichs.

In Natronkalkglas beträgt der Natriumoxidgehalt typischerweise 10 bis 18 Prozent. Bei Alumosilikatglas liegt er niedriger, eher bei 0 bis 5 Prozent.

 

Andere Zutaten

Es gibt auch andere. Lithiumoxid, Kaliumoxid, Magnesiumoxid, Boroxid. Jeder spielt eine Rolle. Lithium hilft beim Ionenaustausch und ermöglicht eine Verstärkung bei niedrigeren Temperaturen. Kalium verleiht der Verstärkungsschicht Tiefe. Magnesium verbessert die Härte und Stabilität. Bor hilft bei der Temperaturwechselbeständigkeit und den elektrischen Eigenschaften.

 

Der Imbiss

Das Deckglas sieht einfach aus. Eine dünne transparente Folie. Was aber dahinter steckt, ist ein sorgfältig abgestimmter Materialmix. Jede Zutat hat ihre Aufgabe. Wenn Sie etwas ändern, verändert sich auch das Glas. Stärke, Klarheit, wie gut es stärkt, wie einfach es herzustellen ist. Es kommt alles auf dieses Rezept an.