【中玻網(wǎng)】鋼化玻璃具有較高的抗沖擊能力、熱穩(wěn)定性和安全性，被廣泛應(yīng)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(xiàn)在其破碎時，整塊玻璃會碎裂成沒有鋒利邊角的小顆粒，不易傷人。

　　在生產(chǎn)中不可避免地會出現(xiàn)碎片狀態(tài)不合格的鋼化玻璃產(chǎn)品，破碎時可能產(chǎn)生尖銳的長條碎片，對人造成傷害。為此，國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對鋼化玻璃碎片狀態(tài)有相應(yīng)規(guī)定。

　　表1鋼化玻璃碎片數(shù)在標(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)定

　　此外，上述標(biāo)準(zhǔn)都規(guī)定了試樣在50×50mm區(qū)域內(nèi)允許有少量長條形碎片，長度不超過75mm。

　　生產(chǎn)過程中，鋼化玻璃表面形成均勻的壓應(yīng)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(yīng)力這一參數(shù)表征。一般來說，表面應(yīng)力越大，抗沖擊能力越強。

　　標(biāo)準(zhǔn)文件中對鋼化玻璃表面應(yīng)力的規(guī)定如下：

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

　　為此我們和客戶合作做過一些實驗，暫未發(fā)現(xiàn)鋼化玻璃的碎片數(shù)和表面應(yīng)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(yīng)力再進行碎片實驗得到的結(jié)果，可見表面應(yīng)力在100～135MPa的鋼化玻璃碎片數(shù)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(yīng)力值前面的負(fù)號表示壓應(yīng)力。

　　圖1 1000片鋼化玻璃表面應(yīng)力與碎片數(shù)的關(guān)系

　　碎片數(shù)和表面應(yīng)力都是衡量鋼化玻璃質(zhì)量的重要指標(biāo)。在標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)，表面應(yīng)力是一般性能指標(biāo)。

　　對于建筑玻璃和汽車玻璃，鋼化質(zhì)量和安全性能都是需要關(guān)注的，因此標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定碎片狀態(tài)和表面應(yīng)力都要檢驗。

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

　　表面應(yīng)力能直觀地反映產(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行快速準(zhǔn)確的測量。相比于碎片實驗，通過測量表面應(yīng)力檢驗壓花玻璃的抗沖擊性能更加經(jīng)濟環(huán)保，且適用于更多場合的測試。

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

　　光波導(dǎo)法利用浮法玻璃錫面的光波導(dǎo)特性進行表面應(yīng)力的測量。在生產(chǎn)過程中，浮法玻璃有一個表面和錫溶液接觸，玻璃中的鈉離子和錫離子進行交換，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(dǎo)，為表面應(yīng)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(dǎo)法光路示意圖見圖2。

　　圖2光波導(dǎo)法光路示意圖

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

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

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

　　散射光彈性法是用于測量透明材料內(nèi)部應(yīng)力的一種技術(shù)。透明材料的表面被施加壓力時會進入應(yīng)變狀態(tài)，入射到材料中的線偏振光會改變偏振態(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(yīng)的角分布，光程差的大小和主次應(yīng)力差成比例。因此，當(dāng)從一定方向觀察光束的路徑時，可以根據(jù)來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(yīng)力的光路示意圖見圖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(yīng)力，而且可以較為完整地測出玻璃在板厚方向的應(yīng)力分布，適用于鋼化玻璃、半鋼化玻璃和退火玻璃的應(yīng)力測量。

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