【中玻網(wǎng)】鋼化玻璃具有較高的抗沖擊能力、熱穩定性和安全性，被廣泛應用于建筑材料、交通工具和生產(chǎn)生活等很多領(lǐng)域。鋼化玻璃的安全性體現在其破碎時(shí)，整塊玻璃會(huì )碎裂成沒(méi)有鋒利邊角的小顆粒，不易傷人。

　　在生產(chǎn)中不可避免地會(huì )出現碎片狀態(tài)不合格的鋼化玻璃產(chǎn)品，破碎時(shí)可能產(chǎn)生尖銳的長(cháng)條碎片，對人造成傷害。為此，國家標準、行業(yè)標準對鋼化玻璃碎片狀態(tài)有相應規定。

　　表1鋼化玻璃碎片數在標準中的規定

　　此外，上述標準都規定了試樣在50×50mm區域內允許有少量長(cháng)條形碎片，長(cháng)度不超過(guò)75mm。

　　生產(chǎn)過(guò)程中，鋼化玻璃表面形成均勻的壓應力層，使其產(chǎn)生遠高于普通玻璃的抗沖擊能力。鋼化玻璃的抗沖擊能力是退火玻璃的3～5倍，半鋼化玻璃則是退火玻璃的2～3倍。

　　鋼化玻璃的抗沖擊能力通常由表面應力這一參數表征。一般來(lái)說(shuō)，表面應力越大，抗沖擊能力越強。

　　標準文件中對鋼化玻璃表面應力的規定如下：

　　包括小編在內的不少人都很好奇——鋼化玻璃的碎片數和表面應力之間有什么關(guān)系呢？是不是表面應力越大，碎片數就一定越多呢？

　　為此我們和客戶(hù)合作做過(guò)一些實(shí)驗，暫未發(fā)現鋼化玻璃的碎片數和表面應力之間存在特定的關(guān)系。下圖是對1000片鋼化玻璃先測量表面應力再進(jìn)行碎片實(shí)驗得到的結果，可見(jiàn)表面應力在100～135MPa的鋼化玻璃碎片數分布在45～65片之間，從該圖不能明顯看出二者之間的關(guān)聯(lián)。

　　注：應力值前面的負號表示壓應力。

　　圖1 1000片鋼化玻璃表面應力與碎片數的關(guān)系

　　碎片數和表面應力都是衡量鋼化玻璃質(zhì)量的重要指標。在標準GB/T 15763.2《建筑用安全玻璃第2部分:鋼化玻璃》中，碎片狀態(tài)是安全性能指標，表面應力是一般性能指標。

　　對于建筑玻璃和汽車(chē)玻璃，鋼化質(zhì)量和安全性能都是需要關(guān)注的，因此標準規定碎片狀態(tài)和表面應力都要檢驗。

　　對于太陽(yáng)能用壓花玻璃，主要關(guān)注的是產(chǎn)品抗沖擊強度。通過(guò)碎片實(shí)驗檢驗抗沖擊強度時(shí)，成本較高不宜進(jìn)行大規模測試，較難反映某批產(chǎn)品整體的實(shí)際鋼化質(zhì)量。此外，碎片實(shí)驗只適用于生產(chǎn)過(guò)程中的檢驗，不適合用來(lái)檢驗成品，也不能用于現場(chǎng)驗收，具有一定的局限性。

　　表面應力能直觀(guān)地反映產(chǎn)品的鋼化質(zhì)量，采用光學(xué)測量方法可以在不破壞樣品的情況下進(jìn)行快速準確的測量。相比于碎片實(shí)驗，通過(guò)測量表面應力檢驗壓花玻璃的抗沖擊性能更加經(jīng)濟環(huán)保，且適用于更多場(chǎng)合的測試。

　　市面上應用比較廣泛的鋼化玻璃表面應力檢驗儀器大多基于光波導法和臨界光線(xiàn)折射法。

　　光波導法利用浮法玻璃錫面的光波導特性進(jìn)行表面應力的測量。在生產(chǎn)過(guò)程中，浮法玻璃有一個(gè)表面和錫溶液接觸，玻璃中的鈉離子和錫離子進(jìn)行交換，形成一層折射率比玻璃高的錫面。

　　由于錫面位于空氣和玻璃之間，且折射率大于空氣和玻璃的折射率，所以能夠形成光波導，為表面應力測量提供了有利條件。為了保證光的射入與射出，光路中需要使用高折射率的光學(xué)棱鏡。光波導法光路示意圖見(jiàn)圖2。

　　圖2光波導法光路示意圖

　　光波導法要求被測玻璃有光波導特性，所以相應的儀器必須在錫面測量，不適用于浮法玻璃的空氣面和沒(méi)有錫面的玻璃。

　　臨界光線(xiàn)折射法的原理類(lèi)似于光波導法，但不需要被測玻璃具有光波導特性，能夠測量浮法玻璃的空氣面和沒(méi)有錫面的玻璃。

　　采用這兩種方法均可以測得玻璃的表面應力，但不能直接測出玻璃在板厚方向上的應力分布，且操作較為復雜，需要一定操作經(jīng)驗才能實(shí)現準確測量。

　　散射光彈性法是用于測量透明材料內部應力的一種技術(shù)。透明材料的表面被施加壓力時(shí)會(huì )進(jìn)入應變狀態(tài)，入射到材料中的線(xiàn)偏振光會(huì )改變偏振態(tài)，部分被外圍成為散射光。散射光具有與原始光束在其分散位置處的偏振特性相對應的角分布，光程差的大小和主次應力差成比例。因此，當從一定方向觀(guān)察光束的路徑時(shí)，可以根據來(lái)自該路徑的散射光強度變化估算偏振特性的變化和原始光束光程差的變化。散射光彈性法測量玻璃應力的光路示意圖見(jiàn)圖3。

　　圖3散射光彈性法光路示意圖

　　散射光彈性法不僅可以測量玻璃的表面應力，而且可以較為完整地測出玻璃在板厚方向的應力分布，適用于鋼化玻璃、半鋼化玻璃和退火玻璃的應力測量。

　　GlasStress SCALP便攜式智能應力分析儀正是基于這一原理，能夠從浮法玻璃的空氣面進(jìn)行應力測量，并能測量壓花玻璃、中空玻璃、汽車(chē)玻璃、光伏組件等產(chǎn)品。