Стекло, как правило, состоит из трех основных элементов. Первый песок, который имеет химическую формулу диоксид кремния. Этот тип материала Corning тоже использует в своих производственных процессах. Два других типа материалов — это известняк и карбонат натрия.
Corning берет диоксид кремния (SiO2) и объединяет его с другими химическими веществами до плавления этих веществ в стекломассу. В результате, получается стекло алюмосиликат — это означает, что стекло содержит алюминий, кремний и кислород. Стекла также содержит также ионы натрия (Na), которые становятся важными на следующем этапе изготовления.
Corning льет расплавленное стекло в V-образные формы, но не останавливается при заполнение впадины до краев. Литье продолжается, пока стекло не начнет переполнять желоб. Автоматизированные устройства растягивают лист стекла от края желоба. Каждый лист толиной чуть больше половины миллиметра.
Поскольку это стекло будет использоваться для экрана ваших электронных устройств, и возможно, в конструкциях, где применяются светодионые ленты со степенью защиты IP 65, вы должны иметь очень прозрачный материал. Но, пока это не ударо устойчивое стекло Gorilla — это просто алюмосиликатное стекло. Чтобы дать Gorilla Glass способность противостоять царапинам и трещинам, Corning окунает эти листы стекла в специальную ванну.
Реальный секрет Gorilla Glass заключается в химическом процессе ионного обмена. Что ионы имеют общего со стеклом? Алюмосиликатное стекло после первого этапа производственного процесса содержит ионы натрия. Corning опускает эти листы стекла в ванну, содержащую раствор ионов калия. Если вы посмотрите на периодическую таблицу элементов, вы увидите, что натрий чуть выше калия. Натрий и калий относятся к группе, известной как активные металлы. Эти металлы, которые активно реагируют с другими веществами.
Натрий выше в периодической таблице, чем калий, что означает что атом натрия меньше, чем атом калия. Можно подумать, что в атомном масштабе размер не имеет значения, но оказывается, что это не так! Если бы вы могли взять ионы натрия из алюмосиликатного стекла и заменить их на большие ионы калия, лист стекла станет испытывать усилие сжатия.
Итак, как это работает? Для замены натрия калием, необходимо сначала разорвать ионные связи натрия, которые он имеет со стеклом. Вот почему в калиевая соль в ванне так разогрета, — Corning утверждает что здесь поддерживается температура до 400 градусов Цельсия. При этой температуре распадается ионная связь натрия с алюмосиликатом. Но одним из качеств более тяжелых активных металлов есть то, что они могут поддерживать ионную связь при более высоких температурах, чем более легкие активные металлы. Калий весит больше, чем натрий — и 400 градусов Цельсия, не достаточно, чтобы помешать ионам калия установить связь с алюмосиликатом.
После погружения в горячую ванну калия, в алюмосиликате возникает усилие сжатия ионами калия. Сжатие создает защитный слой на стекле и придает ему прочность, которой обычное стекло не имеет.