要点

• Apple的Ceramic Shield是一种新型微晶玻璃，具有更好的硬度和更好的抗摔性。
• 与铝硅玻璃和锂铝硅玻璃不同，Ceramic Shield需要长晶过程。

Apple的Ceramic Shield是一种新型微晶玻璃

Apple声称Ceramic Shield比任何智能手机玻璃都要坚硬

Apple在2020年秋季发布了iPhone 12系列（包括iPhone 12 Mini、iPhone 12、iPhone 12 Pro和iPhone 12 Pro Max）。所有这些产品都配备了Ceramic Shield作为其前盖玻璃。根据Apple的官方网站，Ceramic Shield比任何智能手机的玻璃都要坚硬。最近，Omdia对Ceramic Shield进行了一些研究，并提供一些更新的，更正的观点。

纳钙玻璃、铝硅玻璃、锂铝硅玻璃、蓝宝石、复合材料和陶瓷是常用的手机盖板材料。前三者属于玻璃类。

Ceramic Shield是一种用于智能手机的新产品。Omdia的分析发现，Ceramic Shield大约有10％的陶瓷特性和90％的玻璃特性。虽然其玻璃属性大大超过了陶瓷属性，但与传统的盖板玻璃相比，Ceramic Shield需要完全不同的生产方法和加工工艺。因此，Omdia认为Ceramic Shield属于微晶玻璃的一种类型。

图1：不同盖板材料的性能比较

Ceramic Shield的制造过程

与铝硅玻璃和锂铝硅玻璃不同，Ceramic Shield需要长晶过程

目前用于消费电子产品的盖板玻璃的主流生产方法是溢流法、浮法和下拉法。浮法具有巨大的产能，而溢流法具有更好的玻璃表面特性。这两种是目前的主流方法。由于Ceramic Shield的特殊配方，它不能通过溢流法生产（大概是因为溢流槽的材料含有金属锆，会导致析晶）。虽然浮法是可行的，但现阶段浮法能达到的微晶玻璃的最小厚度是4毫米，这比常用的消费电子盖板玻璃的厚度要厚得多；因此，浮法至今没有被用于批量生产。

康宁使用改进的压延法来生产Ceramic Shield。压延法的基本原理是，将熔融的玻璃通过一对辊子，并随着辊子的旋转被拉到退火炉前，然后进行退火和切割。这种方法常被用于生产压花平板玻璃，但很少用于电子平板玻璃。Omdia认为，康宁一定对这种方法进行了优化和改进，以适应Ceramic Shield的生产。否则，很难生产出厚度小于1毫米的母玻璃。但是，Omdia也并不知道所做改进的细节。

更重要的是，与铝硅玻璃和锂铝硅玻璃不同，Ceramic Shield需要进行长晶过程。冷却后的母玻璃需要再次加热进行晶体生长，让主晶相在特定温度下生长（据了解，晶体生长温度大约为600-700℃）。晶体生长后，晶体相可以紧紧抓住周围的玻璃胶体，增加玻璃的整体结构强度，从而使Ceramic Shield具有更好的硬度和更高的抗摔性。

图2：Ceramic Shield的制造过程

Source: Omdia