#手机[超话]# 【手机屏碎?有了它,手机想碎都难】中国科学院过程工程研究所研究员李建强团队研制出一种高熵玻璃。这种玻璃样品具有破纪录的硬度和模量,多项指标远超美国康宁公司的主流产品——第六代大猩猩玻璃(曾被称为有史以来最“坚强”手机屏幕)。该成果已在《细胞》子刊iScience上发表。

也许在不远的将来,你的手机屏幕“想碎都难”。

破纪录的“硬”玻璃

“这种氧化物高熵玻璃,具有破纪录的硬度和模量,以及优异的断裂韧性。”李建强告诉《中国科学报》,“玻璃样品在硬度、模量和断裂韧性上远超第六代大猩猩玻璃,在盖板玻璃领域具有重要的潜在应用。”

高熵是近年来合金、陶瓷等领域对一类新型材料体系的称呼,这一概念最早来自于高熵合金。

李建强介绍,作为一种全新的材料体系,高熵材料打破了传统材料的设计理念,在金属、陶瓷及金属间化合物等领域受到广泛关注。

与传统材料相比,高熵材料在力学、物理和化学性能等方面表现出独特优势,目前已成为国际材料学术界的重要研究热点之一。

传统的合金材料主要由一两种主要组元组成,再加入一些其他微量元素提升特性。而高熵合金的主要组元通常为四五种以上,且各种组元的含量接近等比例。

“熵可以用于描述一个体系的复杂程度,高熵可以理解为高的混乱度。高熵材料与常规材料体系相比,具有更高的混乱度。现有研究认为,这种混乱度在某些方面可以打破常规,从而产生一些意想不到的性能。”

论文第一作者、中国科学院大学在读博士生郭永昶对《中国科学报》说,“以往概念中,合金中加的金属种类越多,就会越脆,但高熵合金和以往的合金不同,添加多种金属也不会脆化,是一种颠覆性的材料设计新方法。”

除此之外,李建强解释道,模量(指杨氏模量)是描述固体材料在外力作用下抵抗弹性形变能力的物理量,高模量可以在一定程度上反映玻璃抵抗划痕的能力。

“作者报告了3种新型的多组分玻璃,通过无容器熔体急冷工艺制备,可以使玻璃具有很高的硬度和杨氏模量……”该论文审稿人评论说,“这些结果引起了材料科学界的很大兴趣。”

“硬核”技术造就更强

随着手机、平板电脑等电子产品越来越轻薄、屏幕越来越大,对盖板玻璃的各项性能要求也越来越高。在盖板玻璃的抗摔性测试方面,主流的方法是将样机从一定高度下自由掉落,然后统计盖板玻璃的破碎情况。

2018年,康宁公司宣布第六代大猩猩玻璃研制成功。根据该公司实验室数据,第六代大猩猩玻璃从1米的高度跌落到粗糙的平面上,可以经受15次摔打而不破损。

市场调查显示,人们平均每年手机意外掉落的次数约为7次。使用第六代大猩猩玻璃,在不需要手机壳和钢化膜的情况下,仍可“大咧咧”使用两年。这种玻璃一度成为不少智能手机的“卖点”。

尽管如此,“碎屏险”仍是很多人购买手机时的标配。用户依然急需“硬核”的技术造就更“坚强”的手机。

玻璃的硬度、模量和断裂韧性取决于材料的组分和微观结构。通常情况下,选取具有高解离能的氧化物组元(如三氧化二铝),并通过优化制备工艺调控增大原子堆积密度,有利于提高玻璃力学性能,但同时会导致玻璃形成能力的严重下降。

“比如第六代大猩猩玻璃,在生产过程中为了提高硬度、模量和断裂韧性,通常需要进行化学强化处理。强化后的玻璃由于表面应力层的存在,在硬度、模量和断裂韧性上有一定提升,但这种后处理方法限制了玻璃形状的后期设计,一旦进行化学强化就很难再加工。”李建强说,“因此,通过创新成分设计和制备方法,制备出本征上具有高硬度、高模量和高断裂韧性的玻璃,对电子玻璃行业具有重要意义。”

现有手机、平板电脑屏幕的盖板玻璃,按组分不同可以分为高铝玻璃(以第六代大猩猩玻璃为代表)和钠钙玻璃两种。相比而言,前者具有更好的性能,但这两种玻璃有一个共性,就是组分里都含有较多的网络形成体(如SiO2、B2O3)等。

“含有网络形成体一定程度上会限制玻璃新体系开发和性能提升。”

李建强说,“我们的玻璃样品不含网络形成体,同时引入高熵材料设计理念,在玻璃中加入氧化钛、氧化锆等能够改变微观配位数的组元,共同组成玻璃的主体。这种新玻璃在微观结构上与传统玻璃的最大不同在于具有较高的配位数,由此可以带来优异的性能。”

但这种玻璃的形成能力较低,冷却过程中易析晶且熔点较高,用传统的熔融冷却法比较难制备。

为解决这一矛盾性关键科学问题,研究人员基于在特种玻璃领域的多年研究积累,合理选取多主元组分,并采用“激光加热熔化—无容器凝固”方法,借此熔化氧化锆等超高熔点物质。

“由于样品制备过程中处于悬浮状态,可以有效抑制接触容器壁形成的非均匀形核,进而抑制析晶。”郭永昶说,“同时,激光加热具有快热快冷的优点,可以使熔体达到深过冷状态并实现快速凝固,从而解决了玻璃样品制备的难题。”

何时告别碎屏险?

利用这些技术,研究人员成功制备出高硬度、高模量的高熵玻璃,它具有破纪录的硬度(12.58 GPa)和模量(177.9 GPa),以及优异的断裂韧性(1.52 MPa·m0.5)和良好的可见光—近中红外波段透过性(最大86.8%),多项指标远超康宁公司的第六代大猩猩玻璃(硬度6.78 GPa、模量77 GPa、断裂韧性0.7 MPa·m0.5)。

从几项主要数据看,这种玻璃样品比第六代大猩猩玻璃提高了约1倍。但李建强坦言,不能简单地说“抗摔性就可以翻倍”。

“盖板玻璃的抗摔程度综合反映了脆性和断裂韧性参数,和硬度也有一定的关系。”李建强说,“目前,我们的样品还处于实验室阶段,没有对玻璃的抗摔性进行测试。但这种玻璃样品的断裂韧性(描述材料抵抗裂纹扩展能力的物理量)测试指标高于第六代大猩猩玻璃,这在一定程度上说明样品在后期整机装样测试时,会取得比较好的抗摔性。”

李建强表示,一个走向市场的成熟产品不仅需要某些突出的优点,还需要各方面性能有较好的均衡。对于盖板玻璃,除了模量以外,往往还要求玻璃具有良好的透过性、脆性、断裂韧性等,制备工艺的复杂性和成本也是影响其应用的重要因素。

“我们前期研究的关注点主要放在力学性能方面,这是盖板玻璃最基础、最重要的参数。对于其电学性能,如导电率、灵敏度,还有介电常数等,后期将集中到专门的模块进行测试分析。”李建强说,“接下来,我们会尝试制备满足装机要求的盖板玻璃,逐步推进各项性能测试。”https://t.cn/A6IBX0Nf

#口腔科普# 【烤瓷牙和全瓷牙有什么不一样?】

 1、硬度不同
  金属烤瓷牙和全瓷牙的硬度是不同的,金属烤瓷牙的硬度是大于人体牙釉质的,这种牙齿比较脆。而全瓷牙的硬度比金属烤瓷牙稍微软一些,但是这种牙齿比较有韧性,使用寿命也是比金属烤瓷牙更长的。

  2、颜色变化不同
  金属烤瓷牙和全瓷牙使用一段时间之后颜色变化是不一样的。金属烤瓷牙使用一段时间之后会根据牙齿的具体保养状况,而出现轻微的变色问题。而全瓷牙恰恰相反,通常是不会出现变色的。

  3、生物相容性不同
  金属烤瓷牙是以金属为基底冠的,这种材质很容易受到酸碱物质的腐蚀。而全瓷牙它是全瓷材料的,所以不会受到酸碱物质的影响,一般不会出现任何的不良反应。

丝锥断在螺纹孔里怎么办?

丝锥断在工件里怎么办?今天整理出几种种比较靠谱的方法推荐给大家。

1、灌点润滑油,用尖簪子或者斩子在断裂面反向慢慢敲出,不时倒倒铁削(车间里最常用的方法,但是对于孔径太小的螺纹孔或者断掉的丝锥太长可能就不合适了,不过可以尝试);

2、在丝锥断裂截面上焊接一个把手或者六角螺母,然后轻轻反转出来(本来就是一种好方法,不过焊接有些麻烦,还是同样的话,对于直径较小的丝锥就不合适了);

3、用专用工具:断丝锥取出器,原理是工件和丝锥分别接上正负电极,中间灌电解液,导致工件向丝锥放电腐蚀,然后辅助尖嘴钳等取出,对内孔伤害很小

4、拿钢辊顶在丝锥裂口用小锤子慢慢敲,丝锥比较脆,最后敲成渣出来,或者更简单,直接把断丝锥的螺纹孔钻烂活镗烂,重新扩孔攻丝(方法有些野蛮,如果丝锥直径太小也不好使,直径太大,敲起来也挺累人的);

5、将断丝锥所在的螺纹孔焊平,再磨平,重新钻孔,虽然很难但是慢慢可以钻进去(如果那个螺纹孔可以换位置的话,重新钻孔攻丝的时候,建议还是换到原螺纹孔旁边);

6、在断丝锥截面上凿个一字槽,用螺丝刀反向拧起(那个一字槽很难凿出来的,如果丝锥直径小的话就更难了);7、把断丝锥的螺纹孔钻大,然后镶嵌一个钢丝螺套或者销钉什么的,再焊接,磨平,重新钻孔攻丝,可以做到基本一样(这种方法虽然麻烦,但是很实用的,丝锥大小都无所谓);

7、用电脉冲打掉,电火花或者线切割都可以,伤了孔可以扩孔加钢丝螺套(此法更简单方便,至于同轴度暂时就不要考虑了,除非你的那个螺纹孔同轴度直接影响设备的质量);

8、做一个简单的工具同时插入断丝锥截面的排屑槽空位内,小心反向扳出来,如,可用带方榫的断丝锥上拧2个螺母,用钢丝(根数与丝锥槽数相同)插入断丝锥和螺母的空槽中,然后用铰杠按退出方向扳动方榫,把断丝锥取出(这种方法的主题思想是通络断丝锥的排屑槽,利用钢丝,最好是钢针做一个专门取断丝的扳手。当然,如果车间里经常出现这种断丝的情况,还是做一个这样的工具扳手好些);

9、硝酸溶液可以腐蚀高速钢丝锥,而且不报废工件

10、用乙炔火焰或喷灯使丝锥退火,然后用钻头去钻,此时钻头直径应比底孔直径小,钻孔也要对准中心,防止将螺纹钻坏,孔钻好后打入一个扁形或方形冲头再用扳手旋出丝锥

11、用气钻反转取,全靠手感,因为不是直接钻掉丝锥的,而是用慢速和一点点的摩擦力(类似汽车半离合)让丝锥跟着转出来的。

12、可以使用砂轮机把断丝的部位磨平,再用小钻头先钻,再逐渐改用较大的钻头,断丝就逐渐脱落,脱落之后用原来大小的丝锥重新攻一下牙,这样的优点可以不用增大孔径。

13、在断入物上焊接一铁棒,然后拧出。(缺点:a、太小的断入物无法焊接;b、对焊接技巧要求极高,容易烧坏工件;c、焊接处容易断,能取出断入物的几率很小。)

14、用比断入物硬的锥状工具撬。(缺点:a、只适宜脆性断入物,将断入物敲碎,然后慢慢剔出;b、断入物太深、太小都无法取出;c、容易破坏原有孔。)

15、做一个比断入物直径小的六角电极,用电火花机床在断入物上加工一六角沉孔,然后用内六角扳手拧出。(缺点:a、对锈死的或卡死的断入物无用;b、对大型工件无用;c、对太小的断入物无用;d、耗时、费事。)

16、直接用比断入物小的电极,用电火花机床打。(缺点:a、对大型工件无用,无法放入电火花机床工作台;b、耗时;c、太深时容易积碳,打不下去。)

17、用合金钻头打(缺点:a、容易破坏原有孔;b、对硬质断入物无用;c、合金钻头较脆易断。)

18、现在有一种用电加工原理设计制造的便携式工具机,能轻松快速将断螺丝、断丝锥钻头取出。

19、如果螺丝不太硬,可以把端面挫平,再找出找中心点,用样冲打一小点上去,用小一点的钻头先钻,要垂直,然后用断丝取出器反向拧出即可。

20、如果买不到断丝取出器,就用大一点的钻头继续扩孔,在孔径接近螺丝时,有些丝会吃不住劲脱落下来了,剔除余下的丝牙,然后用丝锥重新修整就行。

21、如果螺丝断丝有露出来,或断螺丝处要求不严格,还有用手锯能够锯着,可以锯条缝,连外壳也锯,然后用平口螺丝刀卸下来。

22、如果断丝露出一定长度在外面,而且机械材料溶点又不太低,可用电焊在螺丝上面焊一个加长T型杆,这样就能从焊接的杆轻易拧出。

23、如果螺丝生锈非常严重,用上面的方法不好处理的,建议用火烤红后加进一点润滑油,再用以上相应的方式处理。

24、经过N多努力后,螺丝虽然是取出来了,但这时孔也废了,索性就钻个更大的孔攻丝,要是原来的螺丝位置与大小有限制,也可以打更大的螺丝进去,或者直接焊死攻丝,再在大螺丝中心钻小孔攻丝。但焊死后内部金属结构问题有时候攻丝会比较困难。


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