前不久，三星发布了几款新手机，三星S20系列也在其中，但本次发布会上，最引人注目的并不是三星S20，而是三星Galaxy Z Flip。三星Galaxy Z Flip是一款翻盖折叠屏手机，这是目前市面上最便宜的折叠屏手机了，售价为1380美元起，约合人民币9611元，预计进入国内之后也就一万左右。不少消费者会好奇，这款手机的屏幕玻璃是如何做到折叠的？材料小博士带你了解下。
玻璃制造难度大，CPI也来争锋
目前显示盖板采用的铝硅酸盐玻璃的主体结构为硅酸盐骨架，这样的刚性结构在弯曲时，横截面上的最大弯曲正应力会作用在距中性轴最远端的点上，所以如果出现断裂，也将会是从这一点的附近开始。
不过当玻璃的厚度薄到一定程度的时候，也就是小于0.1mm时，上下表面的中性轴所在层足够接近，整个弯曲部分距离中性轴最远端的点所受正应力也不足以造成硅酸盐骨架的断裂而造成永久性形变。从宏观角度来看，玻璃能够表现出可以反复折叠的特性。但是玻璃在实际制造的过程当中，难免会对表面和内部形成许多微裂纹，这些微裂纹会在外力作用下进一步拓展，从而降低超薄玻璃的耐弯折性以及抗摔、抗冲击等能力。
现今这一领域中的企业，为了解决这些微裂纹，主要是以离子交换的方法来解决。在一定的温度下，把熔融成型后含有小半径碱金属离子玻璃（通常选用的钠离子玻璃）沉浸在含有大半径碱金属离子的熔盐中，通过离子扩散，在玻璃表层“挤塞”大离子，从而形成表面压应力。这样的方法可以消除或者抑制微裂纹的扩展，让玻璃的耐弯折能力和机械强度显著提高。
离子交换法是近年来非折叠玻璃盖板中运用比较多的。而折叠玻璃主要是通过现有成型工艺和离子交换工艺的优化和改进，从而制作出更薄、微裂纹更少、应力分布更均匀的玻璃，实现耐反复弯折能力和高的机械性能。
超薄折叠玻璃在表面平整度、耐划伤性等方面都对显示屏器件有着冲击保护等作用。不过它的“对手”CPI也可以通过以物理和化学改性的方式达到类似水平。另外，在盖板折叠曲率半径越来越接近零的过程，最远端的正应力还会不断的增大。而CPI能够承受的屈服应力在理论程度上还是会大于超薄比例的断裂应力，所以它的理论曲率半径小于玻璃能达到的极限。
不过CPI在制造、切割、运输等过程中，它相比于超薄玻璃更不容易破损，产品良率也较玻璃更高，所以有着成本优势。不过在实际生产过程中，CPI也会出现各种缺陷，加上CPI产业的起步较晚，而玻璃产业已经开始趋向于成熟，所以难以分出高下。
折叠手机快速崛起，高分子材料备受关注
目前折叠手机所用到的关键高分子材料主要分为四大类：量子点材料、光电转换材料、柔性触摸材料、衬托薄膜材料。接下来材料小博士就给大家介绍一下这四种材料的一些特性：
量子点触摸材料只能在真空体系内或者是夹在阻隔材料之间才具有稳定性，而且要求阻隔材料的阻隔性能非常高，阻碍氧气和水蒸气要达到10-5-10-6级别，这样的阻隔性能是非常难达到的，即使是目前阻隔性能最好的高分子材料EVOH也很难达到。即使是在真空条件下使用，量子点材料的使用环境也受到了极大限制。
光电转换材料，目前主要分为电转换为光和光转化为电两大类。光转换为电，估计大家都非常熟悉，主要是运用于太阳能行业。电转换为光主要是用于显示和照明行业，不过光电转换材料大多数不具备有单独成膜性能，它需要衬托薄膜材料才可以成型。
柔性触摸材料目前主要为氧化铟锡（ITO），但是由于氧化铟锡的抗弯折能力有限，所以这一材料并不适用于中大型触控屏和柔性触控屏。
衬托薄膜材料，这种材料需要选用光学特性好、透明性强、阻隔性高的塑料薄膜。目前运用最多的是三类，包括CPI、PC、PET。上面提到的CPI，中文全称为透明聚酰亚胺。虽然目前折叠屏手机在将玻璃的厚度降到一定程度之后可以实现动态弯曲，但如果进行小半径反复折叠，还是非常容易碎裂的。而透明聚酰亚胺薄膜＋表面硬质涂层的方案，可以实现手机折叠。
小结
目前有不少手机生产商都开始押宝折叠手机，所以对部分手机供应链产生了重大影响，其中涉及到了柔性薄膜、FPC、柔性胶材等材料。但是由于目前在材料这方面的制造技术还是不够成熟，所以价格还是非常高的。但是随着各种材料的不断研发和材料测试技术的不断完善，相信在不久之后，折叠手机将会逐步进入到大家的生活中。
今天你学到了吗？想和我探讨材料测试方面的冷知识吗？关注我，一起聊聊。
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