211service.com
Wewnątrz Dalekiego Laboratorium Szkła
Kluczowy składnik elastycznych i lekkich urządzeń przyszłości nabiera kształtu w centrum badawczym Corning na wiejskich obszarach Nowego Jorku. 2 lutego 2017 r.
W centrali Corning w północnej części stanu Nowy Jork trzy osoby w masywnych maskach i srebrzystym sprzęcie przypominającym skafandry kosmiczne pracują przy piecach badawczych. Poruszają się z gracją i harmonią. Muszą, aby stanąć twarzą w twarz z piecem o temperaturze 1600 °C, chwycić rozżarzony tygiel ze stopionego szkła, wylać materiał i ukształtować go, zanim stwardnieje. Jedna rękawica pracownika zaczyna palić; wydaje się nie zwracać na to uwagi.
Robią balet, mówi Adam Ellison, materiałoznawca w firmie, obserwując pracowników pieca, jak szkło wyrzuca ciepło przypominające siarkę do otaczającego powietrza. Jest gorąco jak diabli, szkło bardzo szybko sztywnieje i można z nim pracować tylko przez kilka minut – mówi. Ellison wiedziałby – pomógł opracować materiał, który wylewają, który jest oznaczony marką Gorilla Glass i można go znaleźć na wielu smartfonach, ponieważ jest wytrzymały, cienki i lekki.
Ta historia była częścią naszego wydania z marca 2017 r.
- Zobacz resztę numeru
- Subskrybuj
Badacze ci pomagają firmie Corning zbadać, jak bardzo może poprawić właściwości szkła. Gdyby firma mogła wytwarzać szkło, które jest trudne do zarysowania i stłuczenia, ale także zgina się, mogłaby otworzyć zupełnie nowe kategorie produktów: na przykład telefony komórkowe i tablety, które można składać lub zwijać. Cienkie, elastyczne szkło może również zmienić zakrzywione powierzchnie, takie jak wnętrze samochodu, w ekrany dotykowe.
Zespół badawczy zajmujący się topieniem przygotowuje około 8–12 eksperymentalnych nalewek dziennie, dostarczając próbki naukowcom z firmy. Naukowcy chcą wiedzieć, co się stanie, jeśli spróbują czegoś nowego, na przykład topienia szkła w innej temperaturze. Zespół testuje również różne metody produkcji, aby zobaczyć, jak wpływają one na właściwości szkła.
Potencjalne nowe produkty podlegają wszelkiego rodzaju nadużyciom, jakie inżynierowie Corning mogą wymyślić i określić ilościowo. Jedna maszyna wielokrotnie wygina cienki kawałek szkła, aby zobaczyć, jak długo wytrzyma; inna maszyna wygina szkło na pół, aż pęka z szokującym trzaskiem w bębenkach. Specjaliści we fraktografii — nauce o tym, jak i dlaczego materiały takie jak pękanie szkła — wykorzystują niestandardowe maszyny do pomiaru ciśnienia wymaganego do pękania szkła. Za pomocą mikroskopów naukowcy badają mechaniczne wiadomości w powstałym wzorze pęknięć. Mocniejsze szkło pęknie z dużą liczbą pęknięć; słabsze szkło pęka tylko w kilku miejscach. Materiały, które przejdą test, mogą być następnie przerabiane na manekiny do telefonów komórkowych i wielokrotnie zrzucane z wysokości pasa na cement, żwir i inne powierzchnie.
Potencjalne produkty są przedmiotem wszelkiego rodzaju nadużyć, jakie inżynierowie mogą wymyślić i określić ilościowo.
Większość badań firmy dotyczy nowych procesów produkcyjnych i stopniowego ulepszania istniejących produktów, takich jak Gorilla Glass. Ale naukowcy też mogą się bawić. Jednym z ostatnich projektów Ellisona była na przykład próba odtworzenia szkła użytego do wykonania rzymskiego Pucharu Likurga z IV wieku. Kielich ma kolor żurawinowo-czerwony, gdy jest podświetlony od tyłu, a jadeitowozielony, gdy jest podświetlany od przodu.
Ellison oszołomiony popisuje się próbką swojego szkła inspirowanego Lycurgusem, trzymając go przy oknie, aby zademonstrować efekt. Teraz wiem szczegółowo, dlaczego to robi, mówi. Ponieważ jednak nie wie, jakie zastosowanie może mieć takie szkło dzisiaj ani w przyszłości, przepis trafi na półkę, aby mógł go znaleźć przyszły pracownik.
Pracownicy pieców w topielnikach badawczych Corning, pracując w zespołach, noszą srebrzyste kostiumy króliczka podczas otwierania pieca o temperaturze 1600 °C, w którym topi się szkło eksperymentalne.
Robotnicy wylewają zawartość tygla z roztopionego szkła na metalowy stół.
Pracownik używa nożyczek do ukształtowania szkła w krążek, aby naukowcy mogli go zbadać. Szkło szybko sztywnieje i zaczyna zmieniać kolor w miarę stygnięcia.
Puchar Rzymskiego Likurga z IV wieku.
Nowe szkło, które przechodzi zbiórkę, jest testowane w miniaturowej wersji linii produkcyjnej firmy. Szkło do wyświetlaczy i telefonów komórkowych jest produkowane w arkuszach o szerokości jednego metra; ten proces sprawia, że testowane szkło ma kilka centymetrów szerokości.
Pod soczewką polaryzacyjną kolorowe paski wskazują na mechaniczne naprężenie wewnątrz krążka z eksperymentalnego szkła. Opalizujący w tej próbce sugeruje, że łatwo pęka i badacze powinni zmienić warunki przetwarzania.
Ta maszyna wygina kawałek elastycznego szkła, aby określić, ile naprężeń może wytrzymać, zanim pęknie. Naukowcy mogą następnie zbadać wzór pęknięcia, aby dowiedzieć się, jak zwiększyć sprężystość szkła.
Corning opracowuje również nowe procesy obsługi szkła, które mogą pomóc twórcom urządzeń w tworzeniu niestandardowych elementów dla nowych modeli elektroniki.
Ta ultracienka szklana spirala została wycięta w nowym procesie obróbki laserowej.