На прошлой неделе издание Wall Street Journal сообщило о том, что Apple собирается потратить $700 миллионов на новый материал для экрана iPhone . Этот материал называется «сапфир», он является суперпрочным материалом, который сможет прекрасно защитить сенсорный экран смартфона. Мы приготовили несколько интересных фактов о сапфире, о которых вы непременно должны знать.
Что это такое?
Это твердое кристаллическое вещество, обладающее рядом свойств, схожих со стеклом Gorilla Glass, которое в настоящий момент используется для экранов iPhone. Сапфир прозрачен, невероятно гибок, и на нем, в отличие от стекла, сложно оставить царапину. И самое главное, данный материал более устойчив к появлению трещин, в особенности, при падении устройства.
Сапфир, о котором мы говорим, отличается от природного материала, который можно найти на Земле. Это синтетическое вещество, созданное в лаборатории и приближенное к структуре натурального сапфира. И на самом деле, в вашем iPhone уже есть крошечная часть этого прочного материала.
Подождите, неужели Apple его уже использует?
Конечно! Объектив вашей камеры iPhone уже давно защищен слоем сапфира. В iPhone 5s его также использовали для защиты сканера отпечатков пальцев Touch ID.
А где еще используют сапфир?
В бронетанковой технике, при изготовлении иллюминаторов самолета, в дорогих часах и прочих сферах.
Насколько это твердый материал?
Сапфир является одним из самых сложных минералов на Земле. Он тверже стали, но более хрупкий, по сравнению с алмазом. Химически усиленное стекло может быть превосходным материалом, но сапфир лучше с точки зрения твердости, прочности и стойкости. Сапфир в 4 раза более стойкий материал, чем известный своими прекрасными свойствами Gorilla Glass. По шкале твердости Мооса , используемой для измерения твердости минералов, сапфир набирает 9 из 10.
Почему же его не используют другие производители смартфонов?
У сапфира есть и ряд недостатков. Во-первых, он бликует сильнее, чем стекло, а это может стать большой проблемой. Во-вторых, производители Gorilla Glass говорят о том, что они работали с сапфиром, начиная с 1970-х годов, и что материал не так крепок, как об этом заявляют, это подтверждают и их внутренние тесты. И что немаловажно, сапфир — очень дорогой в производстве материал. Каждый сапфировый экран обойдется Apple в 16 долларов, в то время как дисплей из Gorilla Glass стоит всего 3 доллара.
Где же будут производить сотни миллионов подобных экранов?
В прошлом году Apple купила огромный завод в Аризоне. Вы только представьте себе, по своей площади он занимает 20 футбольных полей! К тому же купертиновцы взяли в аренду оборудование у компании GT Advanced Technologies, специализирующейся на разработке кристаллических материалов. По прогнозам аналитиков, данный завод сможет производить в два раза больше сапфира, чем все остальные компании в мире.
И последний вопрос: будет ли использован сапфир для экрана iPhone 6?
Возможно. У аналитиков нет оптимистических прогнозов по этому поводу, поскольку производство данного материала — весьма проблемный процесс. В общем, на этот вопрос сможет ответить сама Apple, и уже совсем скоро.
Обратил внимание на интересный факт. В iPhone 8 и 8 Plus Apple использует алюминиевую рамку. А в iPhone X для придания устройству премиального статуса компания делает ставку на сталь.
Провожу параллели с Apple Watch. Теперь в пару к более дешевым спортивным часам в алюминиевом корпусе компания предлагает такие же iPhone. И аналогичная история со стальными - для них модель X.
Тем не менее, iPhone X и стальные Apple Watch все-таки отличаются материалами. В первом используется закаленное стекло, а во вторых - сапфир. Неужели Apple зажала его для флагмана?
Именно в этом конфузе мы и собираемся разобраться.
Apple не использует сапфир в iPhone 8 и iPhone X
12 сентября 2017 года на очередной осенней презентации Apple представила три новых смартфона: iPhone 8, iPhone 8 Plus и iPhone X.
Последний производитель скрывал за занавесом One more thing… - и это закономерно, ведь устройство действительно оказалось достаточно интересным.
iPhone X получил 5,8 дюймовый экран, который практически удалось уместить в корпус iPhone 8. А все благодаря минимальным рамкам передней панели вокруг него.
Вместо Touch ID Apple в данном случае использует систему Face ID, работа которой базируется на удачном тандеме из современной фронтальной камеры и набора датчиков.
А вот iPhone 8 и 8 Plus не стали откровением. Они оказались только современным эволюционным продолжением iPhone 7 и 7 Plus. Поэтому они и не собирают очередь в Apple Store по всему миру.
Кроме компании-производителя iPhone 8, 8 Plus и X объединяют стеклянные задние панели. В данном случае они нужны для использования беспроводной зарядки по стандарту Qi.
Просто напомню - металлический корпус для этого не подходит.
Какой тип сапфира производитель выбрал для часов
Каждый интересующийся современной пользовательской электроникой определенно знает, что в стальных Apple Watch для защиты экрана используется сапфировое стекло.
В редакции сайт такие носит главный редактор - Никита Горяинов. И в сравнении с алюминиевыми в длительной эксплуатации они царапаются действительно заметно меньше.
Но речь в данном случае идет не о натуральном сапфире. Его стоимость и физические свойства делают неоправданным использование такого материала в электронике и аксессуарах.
Здесь используется искусственный сапфир, впервые разработанный в лабораторных условиях Огюстом Вернейлем в 1904 году. После уменьшения себестоимости он получил широкое распространение.
Такой сапфир сохранил природную твердость, но стал однородным и прозрачным. Его можно производить практически в любых размерах. Поэтому его используют достаточно активно.
Практически все дорогие часы сегодня используют для защиты циферблата именно искусственный сапфир. Акцент на этом материале делали и в дорогущих смартфонах Vertu.
Но места для сапфира в iPhone X за 90 тыс. руб. не нашлось.
Вместо сапфира в 8-X применяют закаленное стекло
Удивительно, но над закаленным стеклом с измененными физическими свойствами в рамках Project Muscle ученые работали еще в середине прошлого века.
Тем не менее, уже к 1959 году проект посчитали дорогим и бесполезным, поэтому прикрыли. Технологий для производства и использования тогда просто не было.
Работа над созданием нового материала продолжилась в 2006 году по инициативе руководителя Apple Стива Джобса - уже через год вышел первый iPhone с таким стеклом.
Уже тогда Джобс понимал, что всем смартфонам с большим сенсорным экраном нужна надежная защита, ответственной за которую в итоге оказалась компания Corning.
Самый известный современный продукт компании Corning - закаленное стекло с измененными физическими свойствами Gorilla Glass. Его используют Samsung, HTC, LG и другие компании.
Но после нескольких проб и ошибок в Apple в конце концов отошли от продукции Corning и сегодня используют собственный вариант закаленного стекла.
Оно развивается от года к году и в 2017 стало еще лучше.
Закаленные стекла в iPhone 7 и iPhone 8-X разные
Всего сегодня существует несколько способов определения твердости материала. Но самым простым и популярным давно считают шкалу Мооса.
Она предполагает 10-бальную ступенчатую систему, основанную на эталонных материалах, каждый из которых царапает находящийся на уровень ниже.
Тальк набирает минимальный 1 балл, алмаз - максимальные 10. Закаленное стекло оценивают в 5-7 баллов, а искусственный сапфир - в целых 9.
В iPhone 7 и iPhone 8-X используются разные закаленные стекла. Это с помощью самых простых тестов подтвердил популярный западный блогер из YouTube-канала EverythingApplePro.
Для этого он использовал специальный набор «царапалок», острие которых соответствует твердости по шкале Мооса и постарался оставить царапины на корпусе iPhone 7 и iPhone 8.
Оказалось, твердость стекла на iPhone 7 находится в пределах от 5 до 6 баллов, а iPhone 8 - от 6 до 7. Первый удалось поцарапать материалом 6-ти баллов, а второй - 7-ми.
Получается, в iPhone 8-X Apple использует более твердый материал.
Apple не использует сапфир не в целях сэкономить
Ощутимо большая твердость сапфира (9 баллов) гарантирует ему заметно меньшее число царапин. Но он отличается куда большей хрупкостью.
Смотрите, если достаточно сильно ударить или согнуть такой искусственный камень, он неизбежно треснет. Но при том же усилии со стеклом ничего не случится.
Искусственный сапфир проигрывают закаленному стеклу в прозрачности. Он отдает синим и другими оттенками даже при кропотливой полировке. И это плохо для передачи цветов экраном.
Как показывает практика, чаще всего в сервисные центры обращаются именно с разбитыми после падения экранами iPhone, поэтому использование закаленного стекла здесь закономерно.
А вот часы очень редко падают с руки - для этого нужно, чтобы ремешок расстегнулся. Ударить их слишком сильно тоже сложно, а вот поцарапать обо что угодно - легко.
Поэтому и получается, что в случае iPhone 8-X куда лучше использовать именно закаленное стекло, а не сапфир. А вот с часами обратная ситуация.
Надеюсь, мы достаточно прозрачно разобрали проблему. Удачи!
При выборе наручных часов обратите внимание на качество стекла. Это важно, так как предотвращает попадание влаги в корпус и со временем покрывается мелкими царапинами.
Царапины: не мешают, но что-то не так. Пластик сильно царапается даже от постоянной носки пиджака из жёсткого материала или крахмаленых манжетов рубашки.
Что лучше? Решать вам.
Минеральные стекла (crystal glass)
изготавливаются из искусственно выращенного минерала кварца или «горного хрусталя». Минеральные стекла прочные, не царапаются и хорошо поддаются полировке. Долго сохраняют прозрачность и радуют невысокой ценой.
В сравнении с пластиком минеральные стекла прочны, долговечны, не требуют специального ухода и хорошо защищают часы от воды. Рекомендуются для применения в часах для пловцов, аквалангистов или дайверов.
Полировку стекла можно сделать в любой .
Сапфировое стекло (sapphire crystal) не мутнеет и не царапается. Не горит, не мокнет и настолько прозрачно, что его не видно. Это потому что такое стекло выполняется из выращенного цельного искусственного сапфира.
Из недостатков – дорогое, но такое стекло прослужит всю жизнь. Браслет износится, а корпус поблекнет, но стекло навсегда останется прозрачным. Сапфировое стекло можно поцарапать алмазом – единственным драгоценным камнем, который прочнее.
Сапфир легко поддаётся огранке, что помогает при изготовлении уникальных часовых стёкол.Дорогие сердцу часы обязательно должны быть надежно защищены от пыли, царапин и влаги.
Одним из основных элементов наручных часов является стекло. Оно защищает циферблат от механических повреждений, попадания воды, а также создает общий вид корпуса хронометра. Еще совсем недавно для его производства использовался исключительно горный хрусталь, или, как мы привыкли его называть, кварц. Сегодня же стекла для хронографов делают из поликарбоната и прочих разновидностей пластика. Однако наиболее распространенным вариантом являются минеральные стекла и дорогие сапфировые.
Особенности минерального стекла
Если вы совершенно не разбираетесь в хронометрах, то наверняка захотите узнать, что такое минеральное стекло на часах, так как неоднократно слышали о его существовании. Иногда его именуют силикатным стеклом либо искусственным хрусталем. Его популярность в часовом искусстве достигает 90%, а потому нередко его именуют «обыкновенным».
Еще совсем недавно эксперты утверждали, что если аксессуар снабжен подобной запчастью, то он не может похвастаться особыми преимуществами. Те, кто это говорил, были совершенно правы, поскольку в недалеком прошлом технологию производства минерального стекла едва ли можно было назвать безукоризненной. В итоге на рынок поступали ходики , не отличающиеся ни долговечностью, ни прочностью.
Мужские часы на металлическом браслете, OKAMI (цена по ссылке)
Но время идет и все меняет. Изменило оно и технические параметры минерального стекла. Сегодня оно позиционируется, как надежное, качественное, долговечное.
Его вставляют как в недорогие модели часов, так и в дорогостоящие брендовые экземпляры. Невысокая стоимость материала дает возможность уменьшить цену самого хронометра, но при этом не потерять качество и удобство применения аксессуара. Чтобы минеральное стекло было более прочным, оно проходит закалку. В процессе закаливания внешние шары крепко сдавливаются, а внутренние, наоборот – растягиваются.
Подобная позиция образовывает в стекле напряженность, в результате чего устанавливается повышенная механическая и термическая прочность
Если сравнивать эти критерии с «обычными», то они больше минимум в пять раз. Минеральное стекло трудно разбить, но если такое и произойдет, то оно рассыплется на маленькие куски с затупленными краями, которые не могут повредить человеческую кожу.
Часы женские, SL (цена по ссылке)
Минеральное стекло на часах: плюсы и минусы
Среди достоинств этой детали, в первую очередь, важно отметить ее доступную стоимость . В производстве данный материал может быть существенно дешевле, нежели сапфировый аналог. Благодаря этому дешевле обойдутся и сами ходики, снабженные минеральным стеклом.
Отменная прозрачность дает возможность сделать аксессуар более красивым и упростить его использование. Даже если на улице очень солнечно, вы сможете на небольшом расстоянии рассмотреть, какое время показывает хронометр и близко к глазам не подносить руку.
Минеральное стекло в часах, значит, что изделие отличается высокой степенью прочности, безукоризненно противостоит образованию царапин. Если же царапина и появилась, то простая полировка поможет ее устранить. Отполировать поверхность стекла можно самостоятельно.
Два экземпляра часов с минеральным стеклом
Привлекательный дизайн материала – еще одно его достоинство. Невооруженным взглядом его нельзя отличить от элитного дорогостоящего сапфирового «конкурента». На качество минерального стекла оказывает влияние выбранная технология изготовления и примененные технологические процессы. Так, производители, эксплуатирующие современное высококлассное оборудование, достигают того, что материал приобретает отменные эксплуатационные качества. За счет особенной корректировки минеральные линзы могут увеличивать либо отдалять стрелки на хронографе. Поэтому стекло станет идеальным решением для тех, кто плохо видит.
Невзирая на все свои плюсы, искусственный хрусталь обладает и рядом недостатков. Одним из них есть пониженная сопротивляемость повреждениям механического характера. Материал не подвержен царапинам, но он запросто треснет от механического удара. Поэтому если вы покупаете ходики с силикатным стеклом, то носить их следует максимально аккуратно.
Треснутое стекло на часах
Искусственный хрусталь отличается специфической структурой : если на него попадут лучи солнца, то на нем могут возникнуть блики, из-за которых эксплуатация аксессуара становится затруднительной. Однако решить подобную проблему может специальное напыление, которое активно применяется многими изготовителями.
За минеральным стеклом на хронометре необходимо тщательно следить, а главное, нежно ухаживать. Несмотря на все эти минусы, наручные часы, циферблат которых покрыт искусственным хрусталем, пользуются широкой популярностью.
Сапфировое стекло на циферблате
При производстве наручных хронометров так же часто, как и минеральное стекло, применяется и сапфировое. Для его изготовления используются искусственно выращенные кристаллы оксида алюминия. Материал характеризуется повышенным уровнем твердости. Это говорит о том, что повредить его способен лишь алмаз. Кроме того, сапфир отличается прекрасными оптическими качествами. Японцы отмечают его 99%-ную прозрачность и антибликовые возможности. Поэтому при первом взгляде на часы с таким стеклом можно подумать, что оно отсутствует.
Часы с сапфировым стеклом
В течение долгих лет материал будет сберегать свой первозданный вид, он не потускнеет и не помутнеет. Однако от мощного удара стекло может рассыпаться вдребезги. Стоит сапфир намного дороже минерального «собрата».
Высокая стоимость объясняется внедрением дорогостоящих технологий при производстве, обработке стекла
Японское стекло
Отдельно стоит выделить стекло Hardlex на часах. Его разработали часовщики из японской компании Seiko. Для закалки материала используется особенная технология, позволяющая увеличить его износостойкость и прочность. Преимущества Hardlex можно свести к пяти пунктам:
- В отличие от обычного либо пластикового стекла поцарапать минеральное закаленное покрытие намного сложнее.
- Hardlex лучше, нежели сапфир выдерживает удары.
- Японский материал характеризуется бюджетной ценой.
- Дизайн Hardlex презентабельнее пластикового аналога.
Это отличный выбор для дайверов, поскольку лучше, чем сапфир справляется с давлением воды.
Стекло Hardlex на часах от компании Seiko
Что такое хезалитовое стекло
Существует еще один вариант стекла для часов – это акриловое. Другие его названия – хезалитовое, оргстекло или пластиковое. Хезалитовое стекло – это обыкновенный часовой пластик. Отличительной особенность его есть то, что он может принимать совершенно любую форму. Благодаря этому мастерам удается легко подогнать материал под корпус различного формата.
Акрил легкий и устойчивый к ударам. Подобный показатель позволяет активно использовать хезалитовое стекло для производства спортивных моделей аксессуаров. На оргстекле легко появляются царапины. Они могут образоваться даже от простого соприкосновения с одеждой. В результате покрытие мутнеет и пользователю становится трудно рассматривать время на хронометре . Правда, назвать подобный недостаток существенным нельзя, так как пластик можно запросто отшлифовать и устранить царапины. К тому же стоит акриловый вариант не дорого, поэтому его всегда можно заменить.
Часы с хезалитовым стеклом
Среди минусов оргстекла следует назвать его гигроскопичность. Вода может непоправимо испортить изделие, а потому часовщики больше любят работать с сапфировым либо «обычным» стеклом.
Какому стеклу отдать преимущество?
Описанные нами преимущества и недостатки покрытий для циферблата помогут вам понять, что лучше: минеральное или сапфировое стекло для часов. Но давайте приведем краткое сравнение одного и другого вида стекол по пяти показателям. Это поможет точно определить, где ждет подвох:
- Износостойкость : из-за небрежного обращения минеральное стекло может повредиться, однако исправить ситуацию возможно посредством полирования. Сапфир почти невредим.
- Прочность : минеральное стекло стойко переносит удары, тогда как сапфировый «собрат» способен расколоться.
- Прозрачность : по данному показателю бесспорным лидером считается сапфир. В вашем аксессуаре может испортиться механизм, корпус протлеть или треснуть браслет, однако сапфир, словно новый, сохранит собственную прозрачность. Минеральный аналог со временем может потускнеть.
- Антибликовые свойства . Сапфир почти не дает отблесков на открытом солнце, а вот минеральное стекло способно вести себя под воздействием различных видов освещения не одинаково.
Что касается цены изделий, то искусственный хрусталь производится из недорогих компонентов, а потому стоит он дешевле сапфирового стекла.
Часы с сапфировым и минеральным стеклом
Способы отличия сапфирового стекла от минерального
Чтобы отличить сапфировое стекло от минерального, необходимо посмотреть на маркировку, сделанную на задней крышке хронометра или на его циферблате. Если ходики оснащены сапфиром , то на них будет присутствовать надпись Sapphire crystal, изделие с минеральным покрытием маркируется, как crystal glass, либо обозначения нет вообще. Но можно воспользоваться еще некоторыми методами проверки стекла.
Для одного из опытов вам потребуется капелька воды. С помощью пипетки нанесите ее на поверхность и наклоните хронограф. То, как жидкость будет себя «вести» и станет ответом на интересующий вопрос . Если перед вами минерал, то капля будет сползать по поверхности, оставляя свойственный этому процессу след. В случае с сапфиром она останется на материале в неподвижном состоянии, как бы вы не переворачивали часы.
Если стекло имеет антибликовое покрытие, то вода, вообще, застынет и не упадет, даже если аксессуар перевернуть вниз стеклом
Проверить сапфировое стекло в часах поможет и ваш нос, а точнее его кончик. Эксперимент лучше проводить сразу с двумя моделями часов. Положите перед собой изделие с сапфиром и вариант с минеральным стеклом. Теперь кончиком носа прикоснитесь сначала к одному хронометру, потом ко второму.
Часы с сапфировым стеклом
Сапфир окажется более холодным. Минерал, обладающий большей теплопроводностью, за считанные секунды приобретет температуру окружающей среды, которую невозможно почувствовать.
Невозможно дать однозначный ответ на вопрос о том, какое же стекло лучше. Тут стоит выходить из собственных предпочтений, а также взвесить преимущества и недостатки каждого материала.
Трудно поверить, но именно в Ставрополе - центре аграрного края, между магазинами обоев и обветшалой многоэтажкой, расположилось предприятие, которое является крупнейшим в мире производителем искусственных сапфиров. Это ставропольский «Монокристалл» - «дочка» многопрофильного холдинга «Энергомера». Здесь создается четверть синтетических сапфиров мира.
Через проходную иду с ощущением, что попала если не на другую планету, то как минимум в Японию: за стеклами - люди в спецкостюмах, а особо филигранную работу делают роботы, аккуратно захватывая светлые, почти прозрачные пластины разных размеров. Перед тем, как пройти по производству, куда, кстати, журналистов обычно не пускают, встречаюсь с генеральным директором «Монокристалла» Олегом Качаловым.
Искусственные сапфиры начали выращивать более ста лет назад, - рассказывает гендиректор. - Их использовали для швейцарских часов, и первый сапфир вырастили именно в Швейцарии. С появлением электроники выяснилось, что сапфир - это уникальный материал, у него масса применений. Определенные устройства на сапфире работают лучше, чем на кремнии. Например, сапфир быстрее проводит тепло. Он идеален для изготовления светодиодов. В Японии такие светодиоды изобрели в конце 80-х годов, а с конца 90-х их производят промышленно. Помните первые кнопочные телефоны? Нажимаешь кнопку - снизу загорается подсветка. Белая, зеленая или голубая подсветка - первое промышленное применение сапфира. Позже выяснилось, что светодиод гораздо экономичнее традиционных источников света. Более того, он меньше в размерах. И светодиоды начали использовать для подсветки жидкокристаллических экранов. Еще помните момент, когда вместо трех часов без подзарядки ноутбуки стали работать пять-шесть часов? Время работы аккумуляторов увеличилось за счет экономии на подсветке, ее заменили на светодиодную, изготовленную на основе сапфира. А уже потом светодиоды стали применяться и в телевизорах, потому что с их помощью появилась возможность делать телевизоры гораздо тоньше.
«Сейчас в мире идет третья волна использования светодиодов: ими заменяется обычное освещение. Конечно, это связано с энергоэффективностью. Такая лампочка тратит примерно в 8 раз меньше электроэнергии, чем «лампочка Ильича», а светит не хуже. Кстати, и для микросхем космических кораблей также используют сапфир»
Сапфир настолько уникален, что его можно использовать и как оптический материал. У него прекрасное светопропускание, при этом он второй по твердости материал на планете. Его нельзя поцарапать ничем, кроме алмаза. То есть защитное покрытие из сапфира будет фактически вечным, если только вы не станете царапать его бриллиантовым кольцом. Именно поэтому половина швейцарских часов делается из нашего сапфира, - говорит Качалов.
- И именно поэтому Apple стал использовать его в пятом iPhone, защищая видеокамеру...
Да, если линза поцарапана, то на фотографиях будет дефект, а в случае использования сапфира высокое качество съемки гарантируется. Затем в iPhone 5S компания решила внедрить биометрический сенсор, разблокировку по отпечатку пальцев, и, чтобы было меньше ошибок при считывании информации, кнопку тоже стали делать из сапфира. Возможно, в следующих моделях будет сапфировый экран. Это гарантирует не только его прочность, но и точность реагирования на прикосновения, а значит, управлять экраном будет легче.
Умные часы Apple Watch также сделаны из сапфирового стекла, причем снизу расположены биометрические сенсоры, которые считывают пульс человека. Для повышения точности эти части тоже защищены сапфировыми окошками.
Кристаллы высокой чистоты
На столе лежит круглая прозрачная сапфировая пластина размером с CD-диск. Я пытаюсь взять ее в руки, но она не поддается и только скользит по поверхности стола. Олег Качалов, понаблюдав за моими мучениями, дает ценный совет:
Сдвиньте ее на край. Пластина настолько ровная, что прилипает к столу.
Сдвигаю тонкий круг на край стола и беру его в руки. Он легкий и приятный на ощупь.
- Сколько стоит такая пластина?
Около тысячи долларов. Нам приходится снижать цены.
- Чем отличаются искусственные сапфиры от настоящих?
Настоящие, как правило, голубого цвета. А искусственный, который вы держите в руках, абсолютно бесцветный, прозрачен, как стекло. Это кристаллы высокой чистоты. Дело в том, что в сапфире, предназначенном для электроники, не должно быть никаких примесей. Несколько атомов могут испортить кристалл. А именно примеси и дают окраску.
- То есть теоретически вы можете вырастить сапфир любого цвета?
В принципе, да. Если добавить в исходное сырье - это оксид алюминия - железо, то получится голубой оттенок, как у природного камня. Если добавить хром, получится рубиновый цвет. Существует более трехсот разновидностей ювелирных сапфиров, производящихся искусственно. Но мы этим не занимаемся.
- Как выращивают сапфиры?
Свойства материалов, как вы знаете, зависят от расположения атомов относительно друг друга. Из углерода в зависимости от расположения атомов может получиться кусок угля, графит или алмаз.
Если у вас дома есть алюминиевая посуда, то на ее поверхности вы наверняка видели белый налет, который можно соскрести. Это оксид алюминия. Нагрейте его до температуры выше двух тысяч градусов (это одна треть от температуры поверхности солнца), потом возьмите маленький кусочек сапфира, опустите в этот расплав и медленно охладите. Тогда атомы затвердеют в идеальном порядке, и вы получите прозрачный кристалл.
«Монокристалл» вырастил рекордный кристалл сапфира
Портфельная компания «Роснано» продемонстрировала первый в мире трёхсоткилограммовый кристалл синтетического сапфира
В России, в Ставрополе, этим летом вырастили кристалл сапфира массой 300 килограммов. На сегодня полученный кристалл можно отнести к самым крупным искусственным сапфирам, которые существуют в мире. Эксперты уже заявляют, что появление подобного кристалла повлияет на промышленность, так как применение сверхбольших кристаллов сапфира способно ускорить развитие многих высокотехнологических отраслей.
- А для чего нужны такие гиганты?
В первую очередь для потребительской электроники. Чтобы производить защитные экраны смартфонов, требуется кристалл большого размера, а в будущем это и экраны планшетов, которые еще больше. Кроме того, увеличивая размер кристалла, мы тратим меньше ресурсов на производство одного килограмма сапфира. Например, электроэнергии мы тратим десятки мегаватт ежемесячно. А большие кристаллы позволяют снижать себестоимость материала, делая его более доступным для различных применений, тем самым увеличивая возможности рынка.
- Как выглядят свежеиспеченные кристаллы, только из печки?
Вот стоит кристалл 60 килограмм, - Качалов показывает на прозрачный сверкающий сталагмит. - А 300-килограммовый точно такой же, только в пять раз больше. Выкроить из сапфира теоретически можно что угодно.
- А если уронить?
Теоретически он может разбиться, но для этого, конечно, надо постараться. Он выдерживает сильные удары.
Бешеная конкуренция
- «Монокристалл» возник в 1999 году, то есть вы в бизнесе 16 лет?
Мы занимаемся выращиванием сапфиров давно, и за последние годы нам удалось существенно оторваться от всех основных конкурентов как по качеству производимого сапфира, так и по себестоимости. То есть мы предлагаем лучшее качество по самым низким ценам в мире. Поэтому сейчас мы являемся самой крупной в мире компанией, производящей сапфир, и занимаем четверть этого рынка. В каждом четвертом смартфоне с сапфиром есть наш материал. Каждый четвертый светодиод сделан с помощью нашего кристалла.
Безусловно, ситуация на рынке напряженная. Поскольку искусственный сапфир востребован лидирующими компаниями, конкуренция бешеная. В этот рынок мечтают войти многие мировые компании, в том числе азиатские, где высок доступ к ресурсам, к высоким технологиям и дешевой рабочей силе. И выше доступ к капиталу, к государственной поддержке. Поэтому конкуренция велика, и мы понимаем, что занимаем лидирующую позицию благодаря технологическому и техническому превосходству.
- И в чем секрет вашего лидерства?
Мы развиваем технологии быстрее всех в мире в силу технологических традиций. Мы сами производим оборудование, оно и позволяет выращивать лучший в мире сапфир. Это российская разработка, разработка «Монокристалла», которая, в числе прочего, позволяет получать низкие затраты при высоком качестве. И в этом бизнесе невозможно остановиться, взять паузу. Относительно недавно производством сапфира занялся «Самсунг», но даже в борьбе с такими гигантами нам удается поддерживать настолько высокий темп технологий, что наши конкуренты не могут догнать нас, и тот же «Самсунг» уже объявил о выходе из этого бизнеса. Теперь он для нас один из возможных клиентов. Главная задача - поддерживать технологический разрыв. Пока нам это удается, доля на рынке устойчиво растет, и мы этим гордимся.
- Вы занимаетесь только выращиванием сапфиров?
Это основной бизнес, но мы выпускаем также материалы для солнечной энергетики. Технология достаточно проста: кремневая пластина специальным образом обрабатывается, и при попадании на нее света генерируется электрический ток, который надо собрать и отвести. Для этого необходимы проводники, их помещают на поверхность элемента, - металлизационную пасту. Она делается из разного вида порошков: алюминия, серебра. Мы как раз пасту и производим. Это одна из главных частей солнечного элемента, и именно она ответственна за то, какая часть солнечной работы будет преобразована в электричество. С помощью нашего продукта был создан солнечный элемент с самой большой в мире эффективностью. Именно поэтому наши пасты используются ведущими производителями солнечной энергетики. Это компании Hyundai, Bosch и многие другие. Солнечная энергетика пока, увы, дорогое удовольствие. Поэтому ее применение оправдано в двух случаях: при государственной поддержке, как было в Германии, или в отдаленных районах, где нет электрических сетей.
- Какое образование нужно иметь, чтобы попасть к вам на работу?
Мы стараемся отбирать сотрудников с техническим образованием. Но образование не главный фактор, потому что не существует на данный момент вузов, готовящих нам профильных специалистов. Поэтому нам нужны люди с хорошими базовыми знаниями, в дальнейшем они проходят дополнительное обучение на «Монокристалле». Мы отбираем тех, кто способен качественно и быстро учиться. Для нас менеджмент - это не те, кто умеет руководить или следить за выполнением процессов, наше главное требование к менеджменту - ежедневное улучшение процессов, которые у нас есть. Это касается и разработки технологий, и производства, и работы с персоналом, закупок, продаж. Каждый сотрудник нашей компании обязан находить способы улучшать работу каждый день. И мы должны не просто каждый день делать свою работу качественнее, чем вчера, но и делать ее дешевле. Нужна ориентация на результат: ведь мы - компания коммерческая, у нас нет других источников финансирования, кроме своего бизнеса.
Где растут сапфиры
Главный менеджер по продукту «Сапфир» Евгений Заложный ведет меня в цех выращивания сапфиров.
Это и есть уникальная установка выращивания, она позволяет нам производить кристаллы высочайшего качества, - показывает он на серебристый бак-резервуар, на котором мигает несколько кнопок.
Баков очень много, и в голову лезут кадры фантастических фильмов про клонирование.
Внутрь установки загружается сверхчистый оксид алюминия, при температуре немногим более 2000 градусов по Цельсию он начинает плавиться. Затем в расплав помещается охлаждаемый и специальным образом подготовленный кусочек сапфира, на котором в особом порядке начинает кристаллизоваться сапфировый расплав. В процессе роста кристалл постепенно разрастается и увеличивается в размерах.
- Он вверх растет?
Нет, наоборот.
- А оксид алюминия вы сами делаете?
Нет, вынуждены закупать за границей. В России, к сожалению, такого чистого сырья нет.
- Сколько нужно времени для выращивания одного кристалла?
Несколько недель. Точнее сказать не могу, это коммерческая тайна. Однако могу добавить, что завод работает круглосуточно, потому что процесс выращивания сапфира практически непрерывный.
- Сколько одновременно выращивается кристаллов?
Это тоже секрет.
- А что происходит, когда кристалл вырастает?
Его извлекают из установки и охлаждают.
Вижу специальные подъемники над ростовой установкой и спрашиваю своего провожатого, для чего они нужны. Евгений отвечает, что поскольку все кристаллы весят сто и больше килограммов, достать их из установки вручную очень трудно. Приходится прибегать к помощи технических средств.
Мы подходим к одному из новорожденных кристаллов, который расчерчен, словно туша коровы на плакате.
На нем отмечено, какая продукция из него будет изготовлена. Его зафиксировали, и дальше он отправляется на высверливание, - объясняет Евгений.
- Я так понимаю, что эта работа настолько точная, что выполнить ее может только компьютер?
Какие-то грубые операции можно сделать вручную, но в основном все компьютеризировано, чтобы получилась идеальная цилиндрическая структура.
Следующий кристалл, который я вижу, уже прошел стадию высверливания и частично полый. Евгений несколько раз убедительно просит меня не трогать края.
Вы можете порезаться, край очень острый. Высверливаем мы алмазными сверлами, только они могут справиться с твердостью сапфира. Кстати, искусственный сапфир отличается от натурального еще одним свойством. Натуральный очень напряженный, в том смысле что воздействие на него может нарушить кристаллическую структуру и привести к деформации. Синтетический сапфир не разрушается при аналогичных воздействиях.
- То есть натуральные проигрывают по физико-химическим параметрам?
Конечно, у них нет идеальной кристаллической решетки. Эти цилиндры после небольшой обработки мы можем продавать нашим клиентам или изготовить из них пластины. Те самые, которые потом используются для производства светодиодов.
- А куда идет остов кристалла после высверливания?
Мы его можем продать даже в таком виде, а можем использовать дальше для изготовления небольших изделий.
В следующем помещении выстроились в длинный ряд закрытые со всех сторон блестящие станки.
Это наша проволочная резка - первый этап создания сапфировой пластины из цилиндра. В станке несколько десятков километров алмазированной проволоки, которая одновременно разрезает цилиндр на несколько сотен пластин.
Следующий этап - шлифовка. Пластины шлифуются с двух сторон и передаются на полировку.
Заходим в лифт и едем на другой этаж, где происходит полировка сапфира. Идем по коридору между стеклянными стенами, за ними люди в защитных костюмах заняты работой. Евгений объясняет, что полируются пластины специальными суспензиями, которые позволяют обеспечить требуемые заказчиком геометрические параметры, а также идеально гладкую рабочую сторону, что очень важно для производства качественных светодиодов. За стеклом вижу длинную стальную емкость, разделенную на несколько секций с жидкостью. Рука робота достает коробку с пластинами из одной секции и опускает в другую. Интересуюсь у Евгения, что это за водные процедуры.
На самом деле в ваннах не вода, а химически активные растворы, они удаляют поверхностные загрязнения, оставшиеся после предыдущих стадий обработки. В каждой ванне - другой раствор.
Евгений подводит меня к стеклянной стене, за которой расположены блестящие машины в форме куба. Машины управляются людьми уже в других защитных костюмах и специальной обуви. Из открытых частей тела - одни глаза, лицо закрывает специальная маска.
Перед вами - установки мегазвуковой отмывки. Они позволяют удалять с пластин частицы микроскопических размеров с помощью пузырьков моющей жидкости, возникающих под воздействием высокочастотных звуковых волн. Кстати, на этом этапе необходима очень высокая чистота воздуха. Качество светодиодов начинается с качества и чистоты пластин. Имеющийся у нас класс чистоты в 100 частиц на кубический метр позволяет нашим потребителям сразу использовать эти пластины в производстве без дополнительных подготовительных операций.
- А что касается логистики? Как вы вывозите продукт?
С логистикой все нормально, - загадочно говорит Евгений, и я понимаю, что это очередная коммерческая тайна.
- В нашем аграрном крае такой оазис высоких технологий - это просто какая-то фантастика...
Это да, оборудование и измерительные приборы у нас лучшие в мире. И люди, которые на них работают, - лучшие. У нас есть специальная система поощрений, мы постоянно ждем от сотрудников интересных предложений, чтобы улучшить производственный процесс и сделать нашу компанию более конкурентоспособной. Такое предложение может внести любой сотрудник, а трудятся у нас больше тысячи человек.
Лариса Бахмацкая
Если у вас есть производство или сервис, о котором вы хотите рассказать нашим читателям, пишите пишите мне - Аслан ([email protected] ) и мы сделаем самый лучший репортаж, который увидят не только читатели сообщества, но и сайта http://bigpicture.ru/ и http://ikaketosdelano.ru
Подписывайтесь также на наши группы в фейсбуке, вконтакте, одноклассниках и в гугл+плюс , где будут выкладываться самое интересное из сообщества, плюс материалы, которых нет здесь и видео о том, как устроены вещи в нашем мире.
Жми на иконку и подписывайся!
