前不久，三星發佈了幾款新手機，三星S20系列也在其中，但本次發佈會上，最引人注目的並不是三星S20，而是三星Galaxy Z Flip。三星Galaxy Z Flip是一款翻蓋摺疊屏手機，這是目前市面上最便宜的摺疊屏手機了，售價為1380美元起，約合人民幣9611元，預計進入國內之後也就一萬左右。不少消費者會好奇，這款手機的屏幕玻璃是如何做到摺疊的？材料小博士帶你瞭解下。
玻璃製造難度大，CPI也來爭鋒
目前顯示蓋板採用的鋁硅酸鹽玻璃的主體結構為硅酸鹽骨架，這樣的剛性結構在彎曲時，橫截面上的最大彎曲正應力會作用在距中性軸最遠端的點上，所以如果出現斷裂，也將會是從這一點的附近開始。
不過當玻璃的厚度薄到一定程度的時候，也就是小於0.1mm時，上下表面的中性軸所在層足夠接近，整個彎曲部分距離中性軸最遠端的點所受正應力也不足以造成硅酸鹽骨架的斷裂而造成永久性形變。從宏觀角度來看，玻璃能夠表現出可以反覆摺疊的特性。但是玻璃在實際製造的過程當中，難免會對錶面和內部形成許多微裂紋，這些微裂紋會在外力作用下進一步拓展，從而降低超薄玻璃的耐彎折性以及抗摔、抗衝擊等能力。
現今這一領域中的企業，為了解決這些微裂紋，主要是以離子交換的方法來解決。在一定的溫度下，把熔融成型後含有小半徑鹼金屬離子玻璃（通常選用的鈉離子玻璃）沉浸在含有大半徑鹼金屬離子的熔鹽中，通過離子擴散，在玻璃表層“擠塞”大離子，從而形成表面壓應力。這樣的方法可以消除或者抑制微裂紋的擴展，讓玻璃的耐彎折能力和機械強度顯著提高。
離子交換法是近年來非摺疊玻璃蓋板中運用比較多的。而摺疊玻璃主要是通過現有成型工藝和離子交換工藝的優化和改進，從而製作出更薄、微裂紋更少、應力分佈更均勻的玻璃，實現耐反覆彎折能力和高的機械性能。
超薄摺疊玻璃在表面平整度、耐劃傷性等方面都對顯示屏器件有著衝擊保護等作用。不過它的“對手”CPI也可以通過以物理和化學改性的方式達到類似水平。另外，在蓋板摺疊曲率半徑越來越接近零的過程，最遠端的正應力還會不斷的增大。而CPI能夠承受的屈服應力在理論程度上還是會大於超薄比例的斷裂應力，所以它的理論曲率半徑小於玻璃能達到的極限。
不過CPI在製造、切割、運輸等過程中，它相比於超薄玻璃更不容易破損，產品良率也較玻璃更高，所以有著成本優勢。不過在實際生產過程中，CPI也會出現各種缺陷，加上CPI產業的起步較晚，而玻璃產業已經開始趨向於成熟，所以難以分出高下。
摺疊手機快速崛起，高分子材料備受關注
目前摺疊手機所用到的關鍵高分子材料主要分為四大類：量子點材料、光電轉換材料、柔性觸摸材料、襯托薄膜材料。接下來材料小博士就給大家介紹一下這四種材料的一些特性：
量子點觸摸材料只能在真空體系內或者是夾在阻隔材料之間才具有穩定性，而且要求阻隔材料的阻隔性能非常高，阻礙氧氣和水蒸氣要達到10-5-10-6級別，這樣的阻隔性能是非常難達到的，即使是目前阻隔性能最好的高分子材料EVOH也很難達到。即使是在真空條件下使用，量子點材料的使用環境也受到了極大限制。
光電轉換材料，目前主要分為電轉換為光和光轉化為電兩大類。光轉換為電，估計大家都非常熟悉，主要是運用於太陽能行業。電轉換為光主要是用於顯示和照明行業，不過光電轉換材料大多數不具備有單獨成膜性能，它需要襯托薄膜材料才可以成型。
柔性觸摸材料目前主要為氧化銦錫（ITO），但是由於氧化銦錫的抗彎折能力有限，所以這一材料並不適用於中大型觸控屏和柔性觸控屏。
襯托薄膜材料，這種材料需要選用光學特性好、透明性強、阻隔性高的塑料薄膜。目前運用最多的是三類，包括CPI、PC、PET。上面提到的CPI，中文全稱為透明聚酰亞胺。雖然目前摺疊屏手機在將玻璃的厚度降到一定程度之後可以實現動態彎曲，但如果進行小半徑反覆摺疊，還是非常容易碎裂的。而透明聚酰亞胺薄膜＋表面硬質塗層的方案，可以實現手機摺疊。
小結
目前有不少手機生產商都開始押寶摺疊手機，所以對部分手機供應鏈產生了重大影響，其中涉及到了柔性薄膜、FPC、柔性膠材等材料。但是由於目前在材料這方面的製造技術還是不夠成熟，所以價格還是非常高的。但是隨著各種材料的不斷研發和材料測試技術的不斷完善，相信在不久之後，摺疊手機將會逐步進入到大家的生活中。
今天你學到了嗎？想和我探討材料測試方面的冷知識嗎？關注我，一起聊聊。
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