智能手機催生蓋板玻璃推廣應用。2007年iPhone一代問世開啟了智能手機的風潮,亦催生了蓋板玻璃的推廣應用(康寧第一代大猩猩玻璃與iphone一代同年問世)。智能手機大屏化、精密觸控與高耐磨性等要求使得電容屏逐漸替代電阻屏成為主流觸控屏,從結構上來看,電容屏觸控膜組有蓋板、傳感器模塊、液晶面板三部分組合而成,無論是何種觸控解決方案,蓋板玻璃都是電容屏必不可少的一部分,這是由于玻璃材質在在透光性、硬度、化學性能等多方面等很優越,對電容屏能起到很好的防護作用。
二步法化學強化可以實現玻璃DOL和CS的同步增加。化學強化是增強玻璃機械強度的重要方法,將玻璃置于熔鹽,使熔鹽中半徑大的離子與玻璃表面半徑小的堿金屬離子發生交換,并在玻璃表面形成壓應力(compressive stress,CS),壓應力可有效封閉玻璃表面微裂紋,阻止和延緩微裂紋向玻璃內部擴展,從而提高玻璃的抗彎、抗壓、抗沖擊、抗劃傷等機械性能;離子交換擴散到玻璃內部的深度用離子交換層深度(depth of layer,DOL)表示,離子交換層深度可有效抵抗沖擊或玻璃表面劃傷,是防御微裂紋侵入張應力層的有效屏障;CS和DOL是玻璃化學強化的2個重要指標,其提升能有效地增加蓋板玻璃耐劃傷與抗沖擊等性能。
鈉鈣→鈉鋁→鋰鋁,材料&強化工藝的升級驅動抗沖擊性能提升。(1)鈉鈣硅酸鹽玻璃是最為普通和傳統的化學強化玻璃品種,經過一步法化學強化后,玻璃表面的CS<450 Mpa,DOL<10 μm,而由于鈉鈣硅酸鹽玻璃互擴散系數比較小,二步法化學強化未能取得顯著成效;(2)2007年iPhone1搭配的康寧大猩猩玻璃即鈉鋁硅酸鹽玻璃,其Al2O3質量分數≥5%,玻璃體系中[AlO4]的存在利于離子交換效率提升,且隨著Al2O3質量分數的增多(超過13%稱為高鋁),得到玻璃的CS和DOL均有提升,典型體系下經過一步強化后,CS=861MPa,DOL=39μm;(3)二步法實現的前提在于玻璃化學組成,鋰鋁硅酸鹽玻璃中Li2O能促進玻璃二步法化學強化效果,典型體系下經過二步強化后,CS=917MPa,DOL=136μm。