Materiales de la cubierta de vidrio: lo que aparece en la pantalla de su teléfono

Mire cualquier teléfono, tableta o pantalla hoy. La capa superior que tocas se llama cubreobjetos. En la industria, la gente simplemente lo llama CG o lente de cobertura. Se encuentra justo encima del módulo de visualización. Su trabajo es sencillo. Proteja la pantalla debajo. Y con un poco de tinta impresa alrededor de los bordes, haz que el dispositivo se vea bien.

 

El cubreobjetos no siempre es vidrio. A veces es de plástico. PC, PMMA o una combinación de ambos. Pero en la mayoría de los teléfonos y pantallas más pequeñas, el vidrio es el estándar. Así es como evolucionó el mercado.

 

Entonces, ¿de qué está hecho realmente ese trozo de vidrio? Analicémoslo.

 

La mezcla de materias primas

El vidrio comienza como una mezcla de materias primas. En los cubreobjetos, los ingredientes principales incluyen dióxido de silicio, óxido de aluminio, óxido de calcio, óxido de sodio, óxido de litio, óxido de potasio y óxido de magnesio. Los primeros cuatro constituyen la mayor parte del peso. Forman la base.

Juntos crean lo que se llama vidrio de silicato. El dióxido de silicio construye la estructura. Los otros óxidos ayudan a reducir el punto de fusión y dan forma a las propiedades finales del vidrio.

Cada ingrediente de esa mezcla importa. Cambia la receta y cambiarás el rendimiento del vaso. Mecánicamente, térmicamente, ópticamente. También cambia la dificultad de fabricarlo y su coste. Los vidrieros dedican años a perfeccionar este equilibrio.

Repasemos los ingredientes principales uno por uno.

 

dióxido de silicio

Ésta es la columna vertebral. Forma la red que mantiene unido el vidrio. Piense en ello como la estructura de una casa. Se une en unidades llamadas tetraedros de silicio. Estas conexiones dan al vidrio su resistencia y estabilidad básicas.

Más dióxido de silicio significa un vidrio más duro. Mejor resistencia química. Mejor estabilidad térmica. Pero no se puede subir demasiado, o el vidrio será difícil de derretir y darle forma.

En el vidrio sodocálcico, el dióxido de silicio suele oscilar entre el 60 y el 75 por ciento. En el vidrio de aluminosilicato, es un poco más bajo, normalmente entre un 52 y un 63 por ciento.

 

Óxido de aluminio

Agregue óxido de aluminio y la cosa cambia. Mejora la estabilidad química. Eso significa que el vidrio resiste mejor los ácidos y las bases. Cosas como hidróxido de sodio, ácido clorhídrico e incluso ácido fluorhídrico hasta cierto punto. También aumenta la resistencia mecánica. Mayor resistencia a la compresión, mayor resistencia a la tracción. El vidrio simplemente aguanta mejor bajo tensión.

El óxido de aluminio también afecta la expansión térmica. Reduce la tasa de expansión, lo que hace que el vidrio sea más estable durante el fortalecimiento químico. Menos deformación, menos cambio dimensional.

La cantidad de óxido de aluminio realmente define qué tipo de vidrio tienes. Aluminio bajo, aluminio medio, aluminio alto, aluminio ultra alto. Cuanto más agregas, hasta cierto punto, más fuerte se vuelve el vidrio.

En el vidrio de aluminio bajo a medio, que es esencialmente cal sodada, el óxido de aluminio se encuentra entre el 5 y el 13 por ciento. En vidrio con alto contenido de aluminio, sube del 13 al 24 por ciento.

 

Óxido de calcio

El óxido de calcio está ahí para ayudar a derretirse. Reduce la temperatura necesaria para derretir el lote y facilita el flujo del vidrio durante el formado. También contribuye a la estabilidad química y la resistencia mecánica.

En el vidrio sodocálcico, el óxido de calcio suele oscilar entre el 5 y el 12 por ciento. En el vidrio de aluminosilicato, es más bajo, normalmente del 1 al 5 por ciento. Dos razones para ello. Primero, en aplicaciones ópticas de alta gama, el óxido de calcio puede interferir con la transmisión de la luz, por lo que se debe mantener bajo. En segundo lugar, el óxido de aluminio del vidrio de aluminosilicato ya hace mucho de lo que haría el óxido de calcio. Entonces necesitas menos.

 

Óxido de sodio

Este es fundamental para el fortalecimiento químico. Es el actor principal en el proceso de intercambio iónico. Los iones de sodio en el vidrio se intercambian con iones de potasio más grandes de un baño de sal. Ese intercambio comprime la superficie y fortalece el vidrio.

El óxido de sodio también ayuda a derretirse. Reduce la viscosidad para que el vidrio fluya más fácilmente a temperaturas más bajas. Eso simplifica la fabricación.

Pero hay una compensación. Demasiado óxido de sodio y comienzas a perder resistencia mecánica y estabilidad térmica. Entonces lo mantienes dentro de un rango.

En el vidrio sodocálcico, el óxido de sodio suele estar entre el 10 y el 18 por ciento. En el vidrio de aluminosilicato, es más bajo, más bien del 0 al 5 por ciento.

 

Otros ingredientes

Hay otros también. Óxido de litio, óxido de potasio, óxido de magnesio, óxido de boro. Cada uno juega un papel. El litio ayuda con el intercambio iónico y permite un fortalecimiento a temperaturas más bajas. El potasio añade profundidad a la capa de fortalecimiento. El magnesio mejora la dureza y la estabilidad. El boro ayuda con la resistencia al choque térmico y las propiedades eléctricas.

 

La comida para llevar

El cubreobjetos parece sencillo. Una fina lámina transparente. Pero lo que contiene es una mezcla de materiales cuidadosamente equilibrada. Cada ingrediente tiene un trabajo. Cambia cualquiera y el cristal cambia con él. Fuerza, claridad, lo bien que fortalece, lo fácil que es de hacer. Todo vuelve a esa receta.