セラミックシールドとは？

iPhone 12の新モデルはすべて、Appleがセラミックシールドと呼んでいるものを備えたディスプレイがあります

まず、Appleは次のように言っています

筐体には航空宇宙産業で使われるレベルのアルミニウムが使われています。組み合わされたCeramic Shieldの前面カバーは、高温結晶化ステップを新たに加えガラス母材内のナノセラミック結晶を析出させることで、ガラスを超え、耐落下性能が4倍向上しています

2007年にiPhoneが初めて出荷されて以来、ディスプレイはガラス製でした

ガラスについて知っておくべきことは、二酸化ケイ素のその分子は、任意の種類の秩序のある方法で並んでいないということです、このような物質は無定形と呼ばれます

他の物質は、原子が3次元的に整然と並んでいます、例えば、金属、ダイヤモンド、サファイア、セラミックスなどで、これらの物質は、結晶構造と呼ばれるものを持っており、これらは非常に耐久性が優れています

ガラスは硬いとはいえ、脆く、かなり簡単に粉々になってしまいます

Apple（および他のスマートフォンメーカー）はコーニング社と協力して、より強く、より傷がつきにくいガラスを開発してきて、現在では第7世代となり、Gorillaガラスとして知られています

Gorillaガラスは、独自に開発した高温のカリウム塩イオン交換浴に浸すことで、表面強度、傷を封じ込める能力、耐クラック性を獲得します

しかし、化学的に強化されたにもかかわらず、従来のGorillaガラスはガラスであり、そのアモルファス構造を保持しています、結晶構造の強さと高い透明度を両立させる方法があればいいのですが

セラミックが救う

コーニング社の取り組み、コーニング社のCeramicScienceページから

セラミックは、ガラスの近縁種と考えられるかもしれない


しかし、ガラスとセラミックの主な違いは、材料の内部構造を保持する化学結合にある。原子がランダムな順序で配置されているガラスとは異なり、セラミック材料の結合は、正負のイオンが結合して規則的な結晶パターンを形成するときに発生し、その結晶パターンは、それらが露光される光を散乱させることができる
この現象は、通常、透明ではなく不透明な材料を生じるが、透明なセラミックの例もある


この2つの材料の中間にはガラスセラミックがあり、ガラスとしての生命を開始した後、ほぼ完全に結晶化したセラミック物質に変化します。これは、慎重に制御された熱を強烈に加え、例えば銀やチタンなどの核生成剤を加えることで、結晶が成長する「種」を形成します

これは、Appleが説明している「高温結晶化ステップ」のように見えます

課題は、セラミックシールド製品を、高い透明性および他の所望の光学ポパティを有するように開発することでした

ガラスの中に結晶性マトリックスが含まれているため、サファイアの何分の一かのコストで強度と耐粉砕性が4倍向上します、これは大きな進歩です

(Via the Mac Observer.)