钢化玻璃表面应力的测量原理与方法_刘传生

玻璃应力的测量方法

轴互相垂直，玻璃样品置于两偏光片之间，主应力方向与偏振轴成450。
如果玻璃中存在垂直于光线传播方向的非均匀应力，则可观察到黑、灰、
白的干涉带，应力更高时，可见黄、红、蓝等彩色干涉条纹。无应力的玻
璃只能观察到均匀的暗场。
对于退火玻璃制品，一般仅出现灰白干涉色，此时为提高分辨率，需
增加一块灵敏色片。灵敏色片其实是一种光程差为565nm的人工双折射片，
按565 nm计。
所以用白光作光源时，玻璃就出现多彩的干涉色，可用来估计应力值。
相同的干涉色连成的色带称“等色线”，线上的应力值相等。
2.常用的应力测量方法
2.1定性、半定量测量方法
使用正交偏光观察玻璃中残余应力的方法为大家所熟知，此种方法广
泛用于定性或半定量判定玻璃中的应力情况。
最简易的应力仪通常由一个白光光源及二片偏光片组成，偏光片的光
四分之一波片的精度对此方法的测定精度有较大影响，－般要求该波
片的光程误差在+/-2nm之内。Senarmont法适用于测定己知应力方向的
玻璃制品，如平板玻璃、瓶子、玻璃管等。对于应力方向复杂的制品，采
用Tardy方法比较方便。
2.3 Tardy定量应力测试方法
与Senarmont法不同：Tardy法增加了－块四分之－波片，两块四分之
a)当β=α时，即两主应力方向分别与起偏器及检偏器方向一致时，
I=0。此黑条纹即是“等倾线”，线上所有点的应力具有相同的方向。此
原理常用来确定应力的方向。
b)当β–α=45o时，即主应力方向与偏振方向成450，在δ
= 0、1λ、2λ、3λ……Nλ处，I = 0。也就是光程差为波长的整数倍时，
出现黑色条纹。
1.应力测定的理论基础

钢化玻璃应力测试方法及标准

钢化玻璃应力测试方法及标准钢化玻璃应力测试方法及标准一、前言钢化玻璃作为一种特殊的建筑材料，具有高强度、抗冲击、耐热、耐寒等优点，因此被广泛应用于建筑领域。

然而，钢化玻璃在制造过程中会产生内部应力，这种应力可能会导致玻璃在使用过程中出现裂纹、破裂等安全隐患。

对钢化玻璃的应力进行测试并制定相应的标准显得尤为重要。

二、钢化玻璃应力测试方法1. 热浸法热浸法是一种常用的钢化玻璃应力测试方法，其原理是利用热膨胀系数不同的特性来测试玻璃板的内部应力。

具体操作步骤如下：（1）将待测试的钢化玻璃板放入预热好的热油中，使其均匀受热；（2）通过检测玻璃板的表面形貌变化来判断其内部应力状态。

2. 光学偏挠法光学偏挠法是利用光学原理来测试玻璃板的内部应力，其操作步骤如下：（1）利用偏挠仪器测量钢化玻璃板在不同位置的偏挠值；（2）通过计算偏挠值的差异来推断玻璃板的应力状态。

3. 喷砂法喷砂法是将喷砂颗粒喷射到钢化玻璃板表面，通过观察玻璃表面的破裂形态来判断其内部应力状态。

这种方法操作简便，成本较低，因此在实际生产中被广泛采用。

三、钢化玻璃应力测试标准钢化玻璃应力测试标准应当包括测试方法、测试设备、测试环境等内容，以确保测试结果的准确性和可靠性。

目前，国际上对钢化玻璃应力测试的标准主要有欧洲标准、美国标准和中国标准等。

1. 欧洲标准欧洲标准对钢化玻璃的应力测试方法和要求进行了明确规定，包括了热浸法、光学偏挠法、喷砂法等多种测试方法，以及测试结果的评定标准。

这些标准的制定经过了严格的科学验证和实践检验，具有较高的可靠性。

2. 美国标准美国标准对钢化玻璃的应力测试同样进行了规范，其中包括了测试方法、设备要求、测试环境要求等内容，并对测试结果的合格标准进行了明确规定。

3. 中国标准中国标准对钢化玻璃的应力测试也有相关规范，主要参照了国际上的标准，并根据国内的实际情况进行了修订和补充。

这些标准对于保障国内钢化玻璃产品的质量和安全具有重要意义。

强化玻璃的表面应力测定

热强化浮法玻璃的表面应力测定（物理钢化玻璃）翻译和整理：苏州精创光学仪器有限公司尚修鑫刘文钰著作人：岸井贯1热强化玻璃以及表面应力以平板玻璃做素材的热强化（也叫风冷强化、物理强化）玻璃的用途以及性能比较多样化。

因此它的品质管理也就相应的变得比较重要了。

特别是表面的应力与强度有着直接性的关联。

强度分别为1000kg/cm2的玻璃与几百kg/cm2的玻璃各有各的实用之处。

后者被称为“倍强度玻璃”——比未强化过的玻璃强度大数倍程度的玻璃，新的JIS也就发行了。

要对表面应力进行管理，就需要利用光学现象、基于光弹性原理基础上的表面应力仪来检测。

2 玻璃表面应力的分布以及光弹性效果平板玻璃的表面，如果忽略大气压的话就是一个自由的表面，作用于表面成直角的力为零，因此应力只是平行于表面的。

3个存在并相互垂直的主应力，一个垂直于表面，强度为零。

其他两个都在玻璃表面（如图1）平板玻璃图1 平板玻璃的三条主应力线的角度关系其中一条垂直与表面并且绝对值为零光沿着表面进入玻璃内部，如果存在应力，玻璃就会带有双折射性，一条振动波线垂直于表面，相对应另外一条振动波线平行于表面，两者各自都带有不同的折射率。

（图2）图2 传播到玻璃表面的光垂直于表面的振动波A与平行于表面的振动波B这两者的折射率的差叫做双折射△n双折射是与光的路线呈直角，与表面平行的应力，表面垂直的应力之间的差成比例的。

但是由于两者的应力之后为零，所以双折射只同与光的线路成直角方向的表面应力成比例了。

比例定数C是根据玻璃的组成来决定玻璃的性质，被称之为光弹性常数。

因此就诞生了如下公式双折射△n=C*表面应力P 公式（1）使用穿透光来进行的光弹性实验中，通常使用nm/cm kg/cm2来表示光弹性常数的单位。

在使用公式（1）进行换算的时候将nm/cm读成10-7比较好。

比如平板玻璃的光弹性常数大约为2.6（nm/cm）/(kg/cm2)=2.6*10-7(kg/cm2)-1代替kg/cm2 也可以用Pa和Mpa来换算成光弹性常数。

钢化应力对钢化玻璃自爆的影响

钢化应力对钢化玻璃自爆的影响孙文迁摘要：钢化玻璃作为安全玻璃在建筑门窗、幕墙上的应用越来越普及。

钢化玻璃之所以具有普通退火玻璃4～5倍的强度，在于钢化玻璃经过特殊热处理后具有内张外压应力。

但钢化玻璃的钢化应力大小又与玻璃的自爆有着密切的关系，本文就此进行探讨。

关键词：钢化玻璃；钢化应力；自爆；钢化程度1．前言钢化玻璃作为安全玻璃在建筑门窗、幕墙上的应用越来越普及，但钢化玻璃在使用过程中的自爆现象时有发生。

钢化玻璃的自爆轻则引起使用不便，重则危及人身安全。

钢化玻璃的生产按加工工艺分为物理法和化学法两种。

建筑用钢化玻璃主要是采用物理法生产工艺加工的钢化玻璃。

物理法钢化玻璃的加工工艺简单的概括为将玻璃加热到一定的温度，然后迅速冷却，以增加玻璃的机械性能与热稳定性。

其原理是将玻璃在加热炉内加热到转变温度以上50℃～60℃，然后迅速送入冷却装置，用一定压力的常温气流进行淬冷，玻璃外层首先收缩硬化，由于玻璃的导热系数小，这时玻璃内部仍处于高温状态，等待玻璃内部开始硬化时，已经硬化的外层将阻止内层的收缩，从而使先硬化的外层产生压应力，后硬化的内层产生张应力。

由于玻璃表面的这种压应力的存在，当外力作用于该表面时，首先必须抵消这部分压应力，这就大大提高了玻璃的机械强度。

正是由于钢化玻璃这种内张外压应力的存在，使得钢化玻璃的强度可以达到普通平板玻璃强度的4～5倍，同时钢化玻璃破碎后立即分裂成没有尖角产生的小碎片，大大减小了对人身伤害的程度。

因此，钢化玻璃作为安全玻璃广泛应用于建筑门窗和幕墙上。

2．钢化玻璃的自爆普通平板玻璃经钢化处理后，表面层形成压应力。

内部板芯层呈张应力，压应力和张应力共同构成一个平衡体。

由于玻璃本身是一种脆性材料，耐压但不耐拉，所以玻璃的大部分破碎是由张应力引发的。

自爆一般定义为钢化玻璃在无直接外力作用下发生自动炸裂的现象。

实际上，玻璃钢化加工过程中的自动爆裂与贮存、运输、使用过程中的自爆是二个完全不同的概念，二者不可混淆。