Что такое сапфировое стекло? Свойства, производство и применение сапфирового стекла

Искусственный сапфир представляет собой отличный оптический материал для изготовления стекла. Сапфировые стекла стали одним из прорывов в стекольной промышленности и постепенно начинают завоевывать свою долю на рынке. О свойствах и области применения сапфиров рассказывает портал ОКНА МЕДИА.
Фото: Сапфировое стекло

Сапфировые стекла, изготовленные из синтетического сапфира, являются одними из наиболее устойчивых материалов к механическим повреждениям, высоким температурам и химическому воздействию, в отличие от обычного стекла.

Сапфир обладает особыми прочностными характеристиками, являясь очень твердым минералом, по своим свойствам уступая лишь алмазу. Синтетический монокристалл стал (сапфир) прорывной технологией, благодаря своим свойствам.

Свойства сапфира и метод производства

Открытый в 1902 году французским химиком Огюстом Вернейлем, искусственный сапфир начал завоевывать рынок. Это анизотропный кристаллический материал, который способен сохранять свою целостность даже в сложной физической среде.

Он имеет температуру плавления свыше 2000˚С, что делает его идеальным для применения при высоких температурах. Также синтетический монокристалл является химически инертным и легко выдерживает агрессивное химические вещества (например, промышленные газы). Кроме того, он способен передавать лучи видимого, ультрафиолетового и инфракрасного излучения, диапазон светопропускания которых составляет от 150 нм до 6,0 мкм, что намного шире, чем у большинства материалов. Это делает его идеальным материалом для окон, мобильных устройств (лучше передает сигнал), и особенно востребованным в военной и авиационной промышленности.


Фото: Прозрачное сапфировое стекло

Рост кристалла происходит из расплава оксида алюминия и осуществляется в печах в вакуумной среде при температуре плавления выше 2000˚С. Тщательный контроль и регулирование температурного режима позволяет выращивать монокристаллические сапфиры различной формы (стекло, пластины, цилиндры и т.д.). Полученные монокристаллические куски затем выкраиваются по форме, обрезаются и полируются до совершенства.

Высокая устойчивость к истиранию и царапинам (9 по шкале Мооса), широкий спектр передачи оптического света делает искусственный сапфир почти идеальным материалом для применения.

Практическое применение сапфировых стекол

Искусственный сапфир является отличным материалом для применения в различных сферах промышленности. Сапфировые стекла используются в гражданском и военном секторах авиации для того, чтобы облегчить посадку и взлет в ночное время и при плохой видимости (туман, дождь и т.д.). Сапфировое стекло используется в инфракрасных камерах на носу самолетов, которые анализируют расстояние от и до земли и обеспечивают маневренность авиалайнера. Также сапфировые стекла применяются и в наземных транспортных средствах в сочетании с несколькими слоями ламинированных стекол.

Высокие оптические, электрические, химические и механические свойства сапфировых стекол делают их идеальными для различного применения, зачастую благодаря своим характеристикам сапфировые стекла становятся единственным материалом для решения сложных задач инженерного проектирования.

Единственный в России завод «Монокристалл» - стартап, который появился благодаря поддержке РОСНАНО, активно занимается выращиванием искусственных сапфиров и поставкой сапфирового стекла на мировой рынок. Льготный кредит на разработку высокотехнологичного оборудования для производства искусственных монокристаллов больших размеров, позволит компании в будущем занять до 30% мирового рынка.

Доля сапфирового стекла интенсивно растет в последние годы, оно не заменит традиционное флоат-стекло, так как его размеры ограничены, но станет все больше применяться в различных отраслях промышленности, где необходимы повышенные требования к прочности и устойчивости стекла.

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:

1. В отличие от обычного либо пластикового стекла поцарапать минеральное закаленное покрытие намного сложнее.
2. Hardlex лучше, нежели сапфир выдерживает удары.
3. Японский материал характеризуется бюджетной ценой.
4. 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:

1. Износостойкость : из-за небрежного обращения минеральное стекло может повредиться, однако исправить ситуацию возможно посредством полирования. Сапфир почти невредим.
2. Прочность : минеральное стекло стойко переносит удары, тогда как сапфировый «собрат» способен расколоться.
3. 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.
4. 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.

Ни для кого не станет открытием, что у истинных любителей наручных часов, довольно внушительная коллекция. Некоторые модели носятся очень часто, а некоторые – по случаю. Например, классические Jacques Lemans с сапфировым стеклом - отличные часы на каждый день!

А вот для торжественного мероприятия лучше одеть часы, соответсующие вечернему образу. К примеру, элегантные Candino с минеральным стеклом повышенной прочности. Но, даже такое прочное стекло можно поцарапать.

Знакомая ситуация? Да, минеральные стекла, пусть и самые прочные, «держат удар», вернее, защищают от царапин, совсем иначе, чем сапфировые… Чем же они отличаются? И почему сапфировые стекла готовы отразить любые попытки их поцарапать, в то время как минеральные сдают позиции?

При выборе далеко не все покупатели обращают внимание на то, какое же стекло установлено в часах. Казалось бы, – не такая уж и важная деталь. А тем временем, именно часовые стекла призваны защитить циферблат, а иногда и механизм часов (в случае прозрачной задней крышки) от воздействия внешних факторов: влаги, пыли и др.

Часовые стекла могут быть трех типов:

Самое недорогое - плексиглас (легкая и прозрачная разновидность пластмассы)

Пластмассовое стекло не так-то просто разбить, но с легкостью можно поцарапать, правда, и полируется оно очень легко.

В числе минусов: со временем такое стекло немного мутнеет. Как правило, эти стекла применяются в недорогих часах.

Самое дорогое - сапфировое стекло (синтетический сапфир, образовавшийся при высокотемпературной обработке из кристаллизованного оксида алюминия)

Главная его характеристика - высокая устойчивость к появлению царапин. Сапфир (натуральный или синтетический) имеет твердость 9 по относительной шкале Мооса, уступая только алмазу с твердостью 10.

Однако твердость материала делает сапфировое стекло одновременно и очень хрупким. Оно разбивается легче, чем пластиковое или минеральное. Использование дорогостоящих инструментов при обработке этих стекол – одна из причин их высокой стоимости.

Логично, что сапфировые стекла установлены в часах премиум и luxury брендов, а на задней крышке часов или на циферблате стоит маркировка SAPPHIRE или SAPPHIRE CRYSTAL. Кстати, синтетический сапфир используется в часовой промышленности с 60-х годов ХХ.

Нередко на сапфировое или минеральное стекло наносят антибликовое покрытие – с одной или с обеих сторон оно покрывается специальной очень тонкой пленкой, используемой также для объективов фотоаппаратов или очков. Это покрытие снижает отражение света, так что даже при самом ярком освещении без труда можно прочесть показания. Как увидеть это покрытие?

Посмотрите внимательно, видите едва уловимый синеватый оттенок? Это именно антибликовое покрытие.

Вы спросите, как же отличить сапфировое стекло?

Отличить на глаз минеральное стекло от сапфирового нельзя: выглядят они почти одинаково! Верный способ проверки: попытка стекло поцарапать Другой тест не такой радикальный: подержите поочередно в руках часы с минеральным и с сапфировым стеклом. Они по-разному реагируют на изменение температуры. Сапфир нагревается медленнее.

Помимо основных типов стекол, которые были упомянуты, производители используют и другие. В часах Stuhrling установлены уникальные стекла Krysterna™ - устойчивые к царапинам, как сапфировые, и механически прочные, как минеральные.

Бывают и комбинированные стекла : один, толстый слой – минеральное стекло, а сверху – тонкий слой сапфира. По качеству и характеристикам они не уступают сапфировым стеклам, а вот по цене точно дадут фору! Подобные комбинированные стекла можно встретить в коллекциях Adriatica , Seiko, Rodania , Swiss Military Hanowa , Nina Ricc i.

Ровно так же, как и корпуса часов, стекла могут быть разной формы: круглые (lunette) и фигурные (shaped crystal), то есть, все остальные . По профилю выделяют стекла: плоские, сферические, в форме линз и более сложной формы (например, с граненой поверхностью, как у Chronotech).

Толщина стекла тоже может быть самой разной. Стандарт: от 0,8мм до 1,2мм. Этого вполне достаточно для часов на каждый день. А вот, выбирая часы для дайвинга, учтите, что стекло должно обладать толщиной не менее 1,2мм. Помимо толщины стекла, большую роль играет и его форма. Выпуклой формы стекла лучше всего распределяют давление на своей поверхности, а значит, идеальны для дайверских часов. Отличный пример - Oris в коллекции Divers .

Как ухаживать за часовыми стеклам?

• Протирайте стекло мягкой по структуре тканью
• Избегайте прямых ударов

И помните, что любое стекло, даже самое прочное, можно разбить!

Что же делать, если стекло разбилось?

• Остановите часы (вытянув заводную головку), чтобы избежать повреждения механизма
• Обратитесь в официальный сервисный центр
• Ни в коем случае не пытайтесь поменять стекло в домашних условиях. Провести замену под силу только высококвалифицированным профессионалам, работающим в специальных условиях.

В любом случае, вряд ли стоит отказываться от покупки часов вашей мечты только из-за того, что там стоит не желаемого вида стекло.

Если на циферблате часов есть надпись «Cristal», то это означает, что их стекло сделано из минералов. Надпись «Hardlex» также указывает на минеральное стекла, однако твердость такого состава выше за счет специальной обработки. Надпись «Sapflex» говорит о том, что для изготовления данных часов применялось минеральное стекло с тонким слоем сапфира. А сапфировое стекло от минерального, если на нем нет никаких надписей?

Соответствие классу устройства

В первую очередь характеристики стекла должны соответствовать классу устройства, в котором оно установлено. Противоударные водонепроницаемые часы чаще всего оборудованы сапфировыми стеклами. Часы для повседневного ношения и занятий спортом оснащаются, как правило, минеральными и пластиковыми стеклами, реже сапфировыми. Не стоит ожидать, что в устройстве будет установлено дорогое сапфировое стекло.

Как отличить дорогое стекло от простого минерального

Можно нанести на стекло капельку воды. Наклоняя в разные стороны часы с минеральным стеклом можно заметить, что капелька воды растекается, оставляя за собой след, так называемый хвост. Подобного с капелькой воды не происходит на сапфировом стекле: даже при наклоне часов в разные стороны капля воды не растекается по поверхности стекла, а катается по нему как ртутный шарик – . Если эксперимент проводится с сапфировым стеклом с антибликом, капля воды останется на том же месте, куда ее и поставили, даже при переворачивании устройства стеклом вниз. Сложность эксперимента состоит в том, чтобы правильно выбрать размер капли.

Второй способ проверки не всегда возможно осуществить при покупке изделия, например, попробовать поцарапать стекло. Сапфировое покрытие не царапается, но его легко разбить. В условиях магазина можно проверить стекло на блики: минеральное дает их, сапфировое нет. Если часы оснащены антибликовым стеклом, узнать, сапфировое оно или минеральное, не представляется возможным, так как и то, и другое кажутся невидимыми, то есть не отражают свет. И у того, и у другого покрытия имеется голубоватый оттенок.

Самый верный и точный способ отличить одно стекло от другого – это по очереди поднести каждое к кончику носа и подержать несколько секунд. Более холодный материал и будет сапфировым, так как он медленнее нагревается, чем минерал. Если и то, и другое будет нагреваться равномерно, то здесь с уверенностью можно утверждать, что оба стекла минеральные. Правда этот эксперимент можно проводить с двумя устройствами, про одно из которых точно известно, что оно оснащено покрытием из минерального стекла.

Рассматривая несколько вариантов часов для приобретения, покупатели обращают внимание не только на часовые механизмы. Их интересует внешний вид, ширина браслета, и материал стекла аксессуара. Какое же выбрать - сапфировое или минеральное, какое из них сможет служить дольше? У каждого из этих вариантов стекла есть свои преимущества и недостатки, о которых стоит узнать прежде, чем вы выберете модель наручных часов. Это поможет вам в будущем избежать разочарований.

Сапфировые стекла в часах

Синтетическое сапфировое стекло на часах плюсы имеет неоспоримые. Но вы сразу должны отдавать отчёт в том, что речь идёт о стекле, изготовленном из сапфиров синтетического происхождения. Их отличает характерный блеск, они весьма долговечны в процессе службы и их покрытие устойчиво к механическим повреждениям. Натуральные драгкамни для изготовления стекла сегодня не используются. Это слишком дорого и не практично. Такие часы стоили бы баснословные деньги и не каждый мог бы себе позволить их приобрести.

Обращаясь к параметрам шкалы твердости по Викерсу, можно даже прийти к выводу, что повредить такое стекло просто невозможно. Так что, теперь, когда вы знаете ответ на вопрос, можно ли поцарапать сапфировое стекло – он звучит как нет, вы можете перейти к его слабым сторонам. А они, несмотря на заявленную прочность, всё-таки имеются. Сапфировое покрытие очень хрупкое, и достаточно сильно ударить по нему, как стекло может разлететься на мелкие кусочки. Но если вы будете соблюдать осторожность, с вашими часами этого не случится и они будут радовать вас своей точностью и отменным внешним видом.

Минеральные стекла в часах

Хотите знать, чем отличается минеральное стекло от сапфирового, лучше оно или хуже? К сожалению, у минерального стекла не такие высокие характеристики надежности и прочности, как у предыдущего варианта. Это компенсирует более доступная цена. Часы с таким корпусом нельзя считать долговечными. На стекле легко в результате неосторожного обращения могут появиться царапины, да и со временем оно становится тусклым. Зато, минеральное стекло устойчиво к толчкам и ударам, в отличие от сапфирового у него приемлемая для широкого круга покупателей цена.

Как узнать какое стекло в часах

Если вы размышляете над тем, как определить сапфировое стекло на часах, в ситуации, когда производитель часового бренда умолчал об этом, рекомендуем воспользоваться одним из советов:

Сапфировое стекло нагревается дольше минерального – если вы возьмете в руки часы, засеките, сколько секунд пройдёт прежде, чем стекло часов станет той же температуры, что и ваши руки. Дольше будет нагреваться сапфировое стекло. Тогда как минеральному будет достаточно пары секунд, чтобы оно стало тёплым.
У сапфирового стекла и минерального разные характеристики поверхности – если капнуть на такие стекла каплю воды, то на поверхности минерального происхождения она оставит след "дорожкой". Тогда как на покрытии из синтетического сапфира она не оставит следа.
Максимально точный результат смогут предоставить измерения твердости стекла по шкале Викерса с помощью специального оборудования. У минерального стекла эти показатели будут колебаться в диапазоне от 500 до 800, тогда как для синтетического сапфирового стекла будут характерны более значимые результаты – от 2200 до 2300.

Если вы цените красоту и долговечность - выбирайте стекло из синтетического сапфира. Если же вас больше привлекает практичность и доступность - часы с минеральным стеклом станут хорошим вариантом выбора.