强化玻璃的表面应力测定
玻璃应力测试原理及作用
玻璃应力测试原理及作用玻璃是一种常见的材料，广泛应用于建筑、家具、电子设备等领域。
为了确保玻璃的质量和安全性，我们需要进行应力测试。
本文将介绍玻璃应力测试的原理及其作用。
玻璃应力测试是通过对玻璃进行力学测试，以确定玻璃内部的应力分布情况。
这对于评估玻璃的强度和稳定性至关重要。
下面我们将详细介绍应力测试的原理和作用。
原理：玻璃应力测试主要基于玻璃的弹性性质。
当外力施加在玻璃上时，玻璃会发生弹性变形。
通过测量玻璃上的应变，可以计算出玻璃的应力。
应力测试通常使用压力传感器或光学方法来测量玻璃上的应变。
作用：1. 质量控制：玻璃应力测试可以帮助检测玻璃制品中的内部应力分布情况。
这对于确保产品的质量非常重要。
如果玻璃内部存在过高的应力，可能会导致玻璃破裂或损坏。
通过应力测试，可以及早发现问题并采取相应措施。
2. 安全评估：应力测试可以评估玻璃的强度和稳定性，从而确保玻璃在使用过程中不会发生意外事故。
例如，在建筑领域，应力测试可以帮助评估玻璃幕墙的抗风压能力，确保建筑物在强风环境下的安全性。
3. 材料改进：通过应力测试，可以评估不同材料及制造工艺对玻璃应力分布的影响。
这有助于改进材料的制造工艺，优化产品的质量和性能。
4. 研究和开发：应力测试为研究人员提供了了解玻璃行为和性能的重要手段。
通过测试不同条件下玻璃的应力分布，可以深入了解玻璃的力学特性，并为新型玻璃材料的研发提供参考。
总结：玻璃应力测试通过测量玻璃上的应变，来确定玻璃内部的应力分布情况。
这对于评估玻璃的质量和安全性至关重要。
应力测试可以帮助进行质量控制，评估玻璃的强度和稳定性，改进材料制造工艺，并为研究和开发提供基础数据。
通过应力测试，我们可以更好地了解玻璃的性能和行为，确保玻璃在各个领域的应用安全可靠。
钢化玻璃表面应力和钢化层深度测试方法
钢化玻璃表面应力和钢化层深度计算方法1）.调整测试仪，直到能够看到清晰的干涉条纹，并且视野内的上半部和下半部均有清晰条纹出现。
2）.从显微镜镜头，分别读取干涉线A1、B1、C1和A2、B2、C2的位置，其中C1、C2位于明亮和黑暗区域的交界，如下图所示；在比例尺上的每个刻度代表0.1mm，在刻度盘上的每个刻度代表0.01mm，在视野内，A1、A2距离较远，B1、B2则在相邻位置，C1、C2则大概在同一位置，注意干涉带有可能叠加在C1、C2干涉线上3）.Y1、Y2线为于A1、A2线的左边，它们距离A1、A2的距离分别等于A1和B1之间，A2、和B2之间距离的90％。
※表面应力值P（MPa）＝K2×(Y1-Y2)其中K1:0.00078 (仪器灵敏度常数)C:材料光弹性常熟（nm/cm）/（MPa）K2:K1/C(MPa)/(mm)钢化层厚度计算：※表面应力层厚度（um）＝0.26×N/√（no-ns）其中N:显微镜视野的下半部，A1和C1之间的干涉条纹数。
no：玻璃表面折射率ns：玻璃内部折射率no-ns＝K1×（Y1-C1）一般浮法玻璃光弹性系数 C为：26.5计算举例：A1读数为：5.18㎜A2读数为：4.37㎜ B1读数为：4.26㎜ B2读数为：3.95㎜C1读数为：2.56㎜C2读数为：2.56㎜ N＝8.5条Y1位置：(A1－B1)×0.9＋A1＝Y1→(5.18－4.26) ×0.9＋5.18＝6.01Y2位置：(A2－B2)×0.9＋A2＝Y2→(4.37－3.95) ×0.9＋4.37＝4.75C:试样光弹性常数＝26.5（nm/cm）/（MPa）K2＝0.00078÷26.5＝294 (MPa) /（mm）※表面应力（MPa）＝K2 × Y1Y2 (mm) ＝294 × (6.01－4.75)＝294 × 1.26 ＝370.44（MPa）N O－N S＝0.00078 × (Y1－C1)＝0.00078 × (6.01-2.56) ＝0.00269（mm）※应力层厚度(μm)＝0.265 × N÷√(N O－N S)＝0.265 × 8.5 ÷√0.00269＝0.265 × 8.5 ÷0.0519＝43.4 (μm)。
光学玻璃强化应力值测试
光学玻璃强化应力值测试光学玻璃强化应力值测试是一项重要的技术，它可以用来评估光学玻璃的强度和耐久性。
在光学设备中，玻璃是一种常用的材料，用于制造透镜、窗户和其他光学元件。
为了确保这些元件能够承受各种应力和环境条件，对光学玻璃进行强化应力值测试是必要的。
光学玻璃强化应力值测试的目的是确定玻璃的强度和耐久性。
在测试过程中，会对玻璃样品施加压力，以模拟实际使用条件下的应力情况。
通过测量玻璃样品在不同压力下的变形和破裂情况，可以得出其强度和耐久性指标。
在进行光学玻璃强化应力值测试时，需要使用一些专用设备和工具。
首先，需要一个测试台架，用于支撑和固定玻璃样品。
其次，需要一个压力机，用于施加压力到玻璃样品上。
还需要一些测量仪器，如应变计和压力传感器，用于测量玻璃样品在不同压力下的变形和应力情况。
在进行光学玻璃强化应力值测试之前，需要准备好测试样品。
通常情况下，会选择一些具有代表性的玻璃样品进行测试。
这些样品可以是从生产线上抽取的，也可以是根据特定要求制造的。
在进行光学玻璃强化应力值测试时，需要注意一些关键问题。
首先，需要确定施加到玻璃样品上的压力范围。
这个范围应该能够覆盖实际使用条件下的应力情况。
其次，需要确定测试的时间和温度条件。
这些条件应该与实际使用条件相匹配，以确保测试结果的准确性和可靠性。
在进行光学玻璃强化应力值测试时，需要进行一系列的实验和测量。
首先，需要将玻璃样品放置在测试台架上，并固定好。
然后，使用压力机施加压力到玻璃样品上，并记录下相应的变形和应力数据。
根据这些数据，可以计算出玻璃样品的强度和耐久性指标。
通过光学玻璃强化应力值测试，可以评估玻璃样品在不同应力条件下的性能表现。
这些测试结果可以帮助制造商改进产品设计和制造工艺，以提高光学玻璃的质量和耐久性。
同时，这些测试结果也可以为用户提供有关产品使用限制和注意事项的参考信息。
总之，光学玻璃强化应力值测试是一项重要的技术，它可以用来评估光学玻璃的强度和耐久性。
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。
玻璃的化学强化及应用
玻璃的化学强化以及应用翻译和整理：苏州精创光学仪器有限公司尚修鑫刘文钰著作人：小林启二岸井贯横田良助川西宣男（1）前言我们通常使用的玻璃比较脆弱，也很容易坏掉。
它的抗折度数为几kg/mm2左右，直至破坏要延伸到10-3以下。
例如铁的抗折强度大约为70kg/mm2,它能延伸几个百分点，所以比起数十个百分点来，它没有优势。
玻璃之所以会破碎，也就是因为玻璃表面的裂缝周围张应力比较集中。
假设一块玻璃没有裂缝等缺陷，也不存在外力的作用，这时候就要考虑构成分子结合力的理论强度了。
比如石英玻璃的理论强度是1200kg/mm2左右。
对表面存在压应力的玻璃进行处理，要让外力引起的张力抵消掉原来的内应力的话，需要很高强度的玻璃。
像这样的处理方法叫做“风冷强化法（即物理强化）和化学强化法”风冷强化法使用于平板玻璃行业，产量很高。
化学强化玻璃是将玻璃浸泡在溶解盐中，出现了比玻璃表面离子半径更小的离子，化学强化玻璃比物理强化玻璃的强度大三倍以上，适用于复杂形状或者很薄的玻璃，强化之后形状不会发生变化。
并且强化之后的玻璃也可进行切割以及加工。
缺点就是强化处理的时间比较长，但如果处理一批数量比较多的产品的话，这个缺点也就不明显了。
这种化学强化玻璃特别适用于眼镜镜片，手表的表面玻璃等等。
（2）离子交换的强化基础2.1 由离子交换产生的压应力Kistler(金属陶瓷材料研究所的理学博士)发现通过离子交换使大的离子和玻璃内更小的离子交换时会产生压应力。
但是为了提高强度，表面的压应力层深度必须要达到30-50μm。
其扩散程度的大小依赖于玻璃的内部构成。
这时候，就开始着手对最适合于玻璃构成的强度进行研究。
2.2 离子交换及扩散应力的大小是和离子半径的差到预想的弹性论很接近。
如果看成是两种离子相交换，相互扩散系数看成D´D´=（D A D B/N A D A+N B D B）*（зlna A/зlnN a）公式1这个公式在玻璃中是存在的。
玻璃表面应力仪使用方法
玻璃表面应力仪使用方法玻璃表面应力仪可是个相当重要的工具呢！它能够测量玻璃表面的应力情况，对于玻璃生产和质量检测来说，那可真是不可或缺的呀！下面咱就详细说说它的使用方法和注意事项哈。
首先要把玻璃样品准备好，确保表面干净整洁。
然后打开应力仪，根据仪器的操作说明进行校准和设置。
接下来把玻璃样品放置在仪器的测量位置上，启动测量程序。
在测量过程中，要注意保持仪器的稳定，别让它晃动，不然测量结果可就不准确啦！同时，还要注意测量的环境，避免有强光或磁场等干扰因素哦。
哎呀，这可真是得小心翼翼的呀！在使用过程中，安全性和稳定性那也是至关重要的呀！一定要确保仪器在正常的工作状态下，别出现故障啥的。
而且操作的时候要规范，可别因为粗心大意出啥差错。
就像走钢丝一样，得稳稳当当的，不然一不留神就掉下去啦！只有这样，才能保证测量结果的可靠和准确呢。
那玻璃表面应力仪都有哪些应用场景和优势呢？它可以用在玻璃生产线上，实时监测玻璃的应力情况，及时发现问题并解决呀。
还可以用于玻璃制品的质量检测，确保产品符合标准。
它的优势可多啦，比如测量速度快、精度高，能快速给出准确的结果。
这就好比是个超级侦探，一下子就能找出问题所在呢！我给你说个实际案例哈。
有一次，一家玻璃厂生产的一批玻璃出现了质量问题，表面应力不均匀。
通过使用玻璃表面应力仪，很快就找到了问题所在，原来是生产过程中的某个环节出了差错。
经过调整后，生产出来的玻璃质量那叫一个好呀！你说这玻璃表面应力仪是不是很厉害呀！玻璃表面应力仪真的是个超级棒的工具呀！它能帮助我们更好地了解玻璃的特性，提高玻璃的质量和性能。
所以呀，大家可一定要好好利用它哦！。
玻璃表面应力的测定
玻璃表面应力的测定平板玻璃一般以表面压应力大小的不同分为钢化玻璃、半钢化玻璃及退火玻璃。
根据美国ASTM C1048-1997b 标准规定，各种玻璃的表面压应力范围为：钢化玻璃>69MPa (10,000psi) ，半钢化玻璃为：24MPa (3500psi) ~ 51MPa (7500psi). 我国新近出台的<<幕墙用钢化玻璃与半钢化玻璃>>国家标准也对应力作了明确要求, 半钢化玻璃为24-69 MPa, 钢化玻璃为95MPa 以上.长期以来，国内厂家由于长期缺乏检测手段期对国际技术的了解，仅依赖大量的抗冲击试验及碎片试验来确定钢化生产工艺参数及对玻璃质量的控制。
不仅成本高昂，而且费时费力，反馈慢，可操作性极差，检验工作往往流于形式，无法真正将批量产品质量置于有效控制之下。
对于半钢化玻璃而言，抗冲击及碎片试验无任何作用。
以低成本快速方便地实现全面的质量控制，必须采用应力检测方法来稳定生产及产品质量。
表面应力无损检测技术有利于稳定钢化玻璃的生产及质量，更重要的是为检验半钢化玻璃质量提供了切实可行的测试手段。
1. 玻璃应力检测原理玻璃经热处理冷却后，表面通常形成一定的压力，其方向平行于玻璃表面。
因玻璃表面压应力与内部张应力相互平衡、及应力的各向同性，用垂直玻璃平面的透射光是无法测应力的。
当偏振光通过有应力的玻璃时，形成二束相互垂直且传播速度不同的光束，此现象即通常所称的“ 双折射” ，双折射率为：Dn =na-nb , Dn与玻璃中的应力s成正比，即Dn=C*s。
假设光线在玻璃中的传播距离为t，则两光束的光程差R=Dn*t，即应力可由如下公式算出：s =Dn/C 或s =R/t*c其中 C 称为应力光学常数，对于浮法玻璃，C=2.65。
目前测定表面应力的方法可归纳为二种：微分表面折射法（Differential Surface Refractometry, 简称DSR）和表面掠角偏光法（Grazing Angle Surface Polarimetry, 简称GASP）2. DSR表面应力仪此种仪器由美国GAERTNER SCIENTIFIC公司研制并生产，中国建材院也研制成功了类似的仪器。
玻璃的化学强化及应用
玻璃的化学强化以及应用翻译和整理：苏州精创光学仪器有限公司尚修鑫刘文钰著作人：小林启二岸井贯横田良助川西宣男（1）前言我们通常使用的玻璃比较脆弱，也很容易坏掉。
它的抗折度数为几kg/mm2左右，直至破坏要延伸到10-3以下。
例如铁的抗折强度大约为70kg/mm2,它能延伸几个百分点，所以比起数十个百分点来，它没有优势。
玻璃之所以会破碎，也就是因为玻璃表面的裂缝周围张应力比较集中。
假设一块玻璃没有裂缝等缺陷，也不存在外力的作用，这时候就要考虑构成分子结合力的理论强度了。
比如石英玻璃的理论强度是1200kg/mm2左右。
对表面存在压应力的玻璃进行处理，要让外力引起的张力抵消掉原来的内应力的话，需要很高强度的玻璃。
像这样的处理方法叫做“风冷强化法（即物理强化）和化学强化法”风冷强化法使用于平板玻璃行业，产量很高。
化学强化玻璃是将玻璃浸泡在溶解盐中，出现了比玻璃表面离子半径更小的离子，化学强化玻璃比物理强化玻璃的强度大三倍以上，适用于复杂形状或者很薄的玻璃，强化之后形状不会发生变化。
并且强化之后的玻璃也可进行切割以及加工。
缺点就是强化处理的时间比较长，但如果处理一批数量比较多的产品的话，这个缺点也就不明显了。
这种化学强化玻璃特别适用于眼镜镜片，手表的表面玻璃等等。
（2）离子交换的强化基础2.1 由离子交换产生的压应力Kistler(金属陶瓷材料研究所的理学博士)发现通过离子交换使大的离子和玻璃内更小的离子交换时会产生压应力。
但是为了提高强度，表面的压应力层深度必须要达到30-50μm。
其扩散程度的大小依赖于玻璃的内部构成。
这时候，就开始着手对最适合于玻璃构成的强度进行研究。
2.2 离子交换及扩散应力的大小是和离子半径的差到预想的弹性论很接近。
如果看成是两种离子相交换，相互扩散系数看成D´D´=（D A D B/N A D A+N B D B）*（зlna A/зlnN a）公式1这个公式在玻璃中是存在的。
不同检测环境和条件下钢化玻璃表面应力检测分析
引言玻璃作为建筑幕墙的主要材料之一，因其优良的采光、节能特点而不可替代。
为了增加玻璃的强度和安全性能，通常采用物理风冷钢化处理。
物理风冷钢化处理的玻璃按照碎片状态分为钢化玻璃和半钢化玻璃。
在国家政策和地方法规的引导下，国内建筑幕墙普遍采用钢化玻璃或半钢化夹层玻璃及其复合产品。
随着人们对人身和财产安全、产品和服务质量的注重，部分业主把钢化玻璃表面应力检测作为楼盘验收标准之一，偶有发生因出厂检测结果与安装后检测结果不同而引发纠纷。
因此，有必要厘清钢化玻璃安装后检测结果与钢化生产时检测结果存在差异的原因，为厂商和业主解决争议提供参考数据。
检测仪器介绍目前使用最广泛的钢化玻璃表面应力无损检测方法有两种，一是差量表面折射仪法，简称DSR法，常用的仪器是我国生产的SSM-II型表面应力仪；另一种是临界角表面偏光仪法，简称GASP法，常用的仪器是美国公司生产GASP应力仪。
由于两者采用的工作原理存在差异，致使仪器的构造、视场图像和读数方式存在差异。
SSM-II应力仪工作原理是利用浮法玻璃表面锡扩散层的光波导效应来测定因应力引起的玻璃折射率的变化。
图1为SSM-II应力仪光路系统图。
图1 SSM-II应力仪光路系统图GASP应力仪的工作原理是利用应力双折射效应产生的干涉条纹，通过测定干涉条纹倾角来计算应力值。
如图3所示，GASP应力仪光源散发出的激光束以临界角i c和45°偏振角入射到棱镜边缘导入玻璃表面的锡扩散层，在锡扩散层中以平行玻璃表面的方向运行一小段距离，应力双折射效应导致激光束发生干涉效应，再经过一个石英补偿片Wc和分析器A，在视镜中产生图4所示的可见且稳定的等距条纹，即干涉条纹。
通过测微目镜，手动旋转表盘，使内置的双对位线平行于等距条纹，读取表盘旋转角度θ，通过换算得到表面应力值。
GASP应力仪的对位线是平行的双线，以便于目视观察，微调幅度一般为±1°范围，即仪器测量误差在±（3～8）MPa以内，精度相对较高。
强化玻璃应力测试作业指导书
制定部门：品保部化强玻璃应力机测试作业指导书一、目的：为使操作者容易使用应力机仪器,测试软件皆能发挥正常功能，以确保所测出为正确之数据讯息，并消除因测试软件毁损带来之误判，并得以维护产品质量。
二、范围：应力测试机仪器。
三、依据：「检验设备管理程序书」四、内容：4.1标准件：应力机校正标准玻璃(STRESS STD. 280.6 Mpa)。
4.2校正环境：室温。
4.3校正周期：每次使用量测前作点检作业。
4.4校验人员：受过仪器校正之训练取得合格证书之人员及教育训练过之品检员。
4.5校验步骤：4.5.1校正前：4.5.1.1确认标准件校验日期是否在有效期限内。
4.5.1.2确认待校件是否可正常运作。
4.5.1.3以软件测试标准件之读值是否为正常。
4.5.2校正中：4.5.2.1将标准件置于测试平台上之适当位置。
4.5.2.2点选软件(START LIVE)、(STOP LIVE)、(CAPTURE)、(AUTO MEAS)。
4.5.2.3将点检结果记录在应力机点检记录表上。
4.5.3校验结果判定：4.5.3.1检视硬(软)体可否测量出正确之讯息。
4.5.3.2判定硬(软)体可正常运作，量测数值符合标准片标准值。
4.5.3.3更新或检修后之软件需再次请厂商校正方可使用。
4.6玻璃测定方式：4.6.1打开应力测试机电源及计算机软件，将应力测试显影剂点适量于截取镜头。
4.6.2等待几分钟后，点选测试软件FSM-6000，戴手套拿取玻璃,将玻璃的化强面朝下,,放置在截取镜头上,调整至没有空气残留玻璃与镜头间。
4.6.3点选软件(STOP LIVE)，再点选(CAPTURE)，再次点选(AUTO MEAS)。
4.6.4计算机软件自动计算出应力值。
化强玻璃显影剂应力机测试标准片应力测试机五、操作说明：1.首先将计算机主机硬件锁(USB)插上，打开计算机主机及应力测试机电源。
2.计算机会进入窗口模式，如下图：3.点选桌面上的图形，进入系统后会出现以下的画面：4.将化强玻璃显影剂点适量于截取镜头，放上标准应力值测试片。
药用化学玻璃二次强化应力检测仪设备工艺原理
药用化学玻璃二次强化应力检测仪设备工艺原理1. 引言药用化学玻璃是一种在药品和生物制品包装中使用的高品质玻璃。
由于它具有卓越的物理和化学性质，使其成为理想的医药包装材料。
药用化学玻璃经过二次加工强化后，其韧性和强度得到了显著提高。
在加工过程中，为了确保其质量，需要进行应力检测。
在此背景下，药用化学玻璃二次强化应力检测仪设备应运而生。
2. 药用化学玻璃二次强化工艺二次强化是指在药用化学玻璃制成后，将其经过高温再次处理，使其表层形成压缩应力，提高玻璃的韧性和强度。
二次强化的过程分为以下几个步骤：2.1 清洗玻璃首先需要对制成的药用化学玻璃进行清洗。
清洗可以使用超声波清洗机或者自动化清洗机器对玻璃进行清洗。
2.2 制备加热炉制备加热炉是二次强化工艺中的重要部分，其作用是加热玻璃并将其表面加热至高温，然后通过冷却使其形成压缩应力。
加热炉的类型包括气流环境炉和辐射热源炉。
2.3 移动玻璃将上述步骤中清洗后的玻璃移动到加热炉中，进行加热处理。
2.4 冷却玻璃将加热后的玻璃移动到外部环境中进行冷却处理。
冷却速度需要控制在一定的范围内，过快或过慢都会影响玻璃的质量。
2.5 检测强化效果使用药用化学玻璃二次强化应力检测仪设备对强化后的玻璃进行强度和韧性测试，以确保其质量。
3. 应力检测原理药用化学玻璃经过二次强化后，其表面会形成压缩应力，从而提高玻璃的强度和韧性。
药用化学玻璃二次强化应力检测仪设备采用的原理是测量玻璃表面的残余应力。
残余应力是指材料在制成后，表面受力后，恢复原形后内部残留的应力，用标量表示。
药用化学玻璃二次强化应力检测仪设备采用的残余应力测量方法包括光学法和X射线法。
3.1 光学法光学法是利用拓扑原理，在药用化学玻璃表面生成频率为数百微米的拓扑结构，通过光学仪器对拓扑结构进行测量分析，得到玻璃表面的残余应力值。
3.2 X射线法X射线法是利用X射线的高能量和穿透性，通过药用化学玻璃表面到内部的深度探测出玻璃的残余应力值。
玻璃应力测试原理及作用
玻璃应力测试原理及作用
玻璃应力测试是一种常用的测试方法，用于评估玻璃的强度和耐久性。
该测试方法基于玻璃的物理特性，通过施加压力和热量来模拟玻璃在
使用过程中可能遇到的应力情况，从而确定玻璃的强度和耐久性。
玻璃应力测试的原理是利用热处理技术对玻璃进行加工，使其表面和
内部形成不同的应力状态。
在玻璃制造过程中，玻璃会受到各种应力
的影响，如热应力、机械应力等。
这些应力会导致玻璃的强度和耐久
性下降，从而影响其使用寿命和安全性。
通过玻璃应力测试，可以检测玻璃的应力状态，并确定其强度和耐久性。
测试过程中，玻璃样品会被加热到一定温度，然后迅速冷却，使
其表面和内部形成不同的应力状态。
然后，对样品施加压力，观察其
是否会破裂或变形，从而确定其强度和耐久性。
玻璃应力测试的作用是评估玻璃的质量和安全性。
玻璃是一种广泛应
用于建筑、汽车、电子等领域的材料，其质量和安全性对于人们的生
命和财产安全至关重要。
通过玻璃应力测试，可以确保玻璃的质量符
合标准要求，并且能够承受各种应力的影响，从而保证其使用寿命和
安全性。
此外，玻璃应力测试还可以用于研究玻璃的物理特性和应力状态。
通过对不同条件下的玻璃样品进行测试，可以了解其在不同应力状态下的强度和耐久性，从而为玻璃的设计和制造提供参考。
总之，玻璃应力测试是一种重要的测试方法，可以评估玻璃的强度和耐久性，保证其质量和安全性。
在玻璃制造和应用过程中，应该重视玻璃应力测试的作用，确保玻璃的质量符合标准要求，为人们的生命和财产安全提供保障。
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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。
折射率利用真空中的光速度与玻璃中的光速度的比例，因此用穿透光进行光弹性测定的公式也就出来了，即
光路差=C*应力*光经过的长度=△n*光经过的长度
3无损检测
将玻璃表面产生的应力双折射用折射仪来检测，根据公式（1）就可以得出应力值。
但是通常的折射仪是将光从样品的一端射入的（图3），利用与表面平行的光的折射原理来测定的。
这个方法不适于检测大型强化平板玻璃的无损检测。
关于光电子学用的装置，比如光的集成电路的研究，一般都是在表面的光导向内注入光，再从导向内导出光。
这也是对于表面应力测定的一种有用的技术。
但是前提必须是样品表面有光的导向的性质。
4. 锡面的导光性
平板玻璃的两面，有一面通常会在制造工程中涂上锡溶液（也称为底面或者下部面），玻璃中的Na 离子和溶液中的锡离子会产生离子交换，随着深度的不同，锡离子的浓度也会有所不同（图4），因此，折射率也会相应随之变化，锡离子进入的深度通常为10-30μm 。
表面的高折射率层与光通信纤维同理，不让光发散而能让光传播的很远（光的电波导向效果）。
这种折射率层能让很多光通过，因此为表面的光弹性测定提供了非常有利的条件。
为了保证光的射入与射出，需要使用利用高折射率的光学玻璃制出来的棱镜。
（图5）
样品 应力仪用的高折射率棱镜
通向观测镜 图3 从样品的侧面射入光线进行测定
深度
图4 浮法玻璃的锡面的深度与锡、钠浓度的关系
用于光射入的棱镜用于光射出的棱镜
光导向层
图5
5 双折射仪的敏感度计算
假设一个玻璃的折射率为n，光沿着它的表面传播，为了让光传输出去而使用高折射率的棱镜（折射率=N，而且N＞n）光透过棱镜时，一部分从棱镜的侧面传出。
（图6）这时候的角度关系是
Sin（入射角90°）/sin(射出角ψ)=N/n
光从棱镜中出来进入空气时，入射角ψ´为射出角表示成ψ*
ψ´/ψ*≈sinψ´/sinψ*=1/N
高折射率的棱镜
玻璃
图6 应力仪内光的途径方向以及角度的关系
从棱镜中射出来的光线群一进入镜头就会聚焦成一个点，假设镜头的光轴与光线群的方向形成的夹角为w，焦点面上聚光点以及焦点之间的距离为D（图7）
D ≈f*w,f 为镜头焦点的距离。
玻璃一旦带有双折射性，那么其中两束光的折射率都会不同，D 值的结果也会有所差异。
把应力P 的变化与D 的变化想比（敏感度），只取绝对值当做问题的话，
假设f=400mm,N=1.75,n=1.55,C=2.6*10-7(kg/cm2)-1，D=1mm 对应4800km/cm2
这里≈60°，≈0.5
图7 L:镜片
f:焦点的距离 FP ：焦点面
AX ：棱镜的光轴
W ：镜头的光轴AX 与入射平行光线的入射方向之间的关系
D ：通过平行光线的聚光点与镜头焦点之间的距离 高折射率棱镜
公式2
计算中必须的数值n,N,f取决于装置设计使用的材料和样品玻璃的材质。
因此如果知道玻璃的光弹性常数C的话，应力仪的敏感度就可以通过公式（2）计算出来。
因此也没必要进行校正试验以及规范的样品了。
6.锡进入层内的波动光学效果
对实际射入的光进行检测，可以看到很多根线组成的图形，观察用于反射出光的棱镜的下面暗色视野中呈现明亮的光线，而观察入社反射兼用的棱镜的下面时。
明亮的视野中呈现暗的光线，通过这样，就可以检测出传递到表面的光的效果了。
这两种成像虽然明暗分布相反，但本身的形态是完全一致的。
由于光线的数量取决于高折射率层的深度以及折射率，所以每个产品的效果都有所不同。
这样明暗线都清晰可见，因此对于测定十分游离，这些所产生的结构也被列入光的电子学技术研究当中。
光通过的高折射率层的厚度与光的波长（0.4-0.7μm）相比，数值很接近。
在这样的情况下，光波收周围的条件，尤其是界限与折射率分布的限制。
只有一部分振动模式能够传播得远，由于振动模式都有各自相应的传播速度，因此通过这些模式看到的折射率也可下定义了（模式的实际有效折射率）
因此通过远距离光的传播的光射出来，用折射仪（应力仪）去看，各个传播模式的光，按照实际有效折射率所排列出来的黑暗视野中出现明亮的光线（图9A）。
相反观测入射棱镜的下面，呈现出暗线按照实际折射率的顺序排列出来的图像。
（图9B以及图8）
图8 暗线（箭头所示暗线）的光像（A）（B）为根据两者成分波不一样的效果图片
反射光用的棱镜入射光用的棱镜
图9 由明亮线构成的图像A 以及暗线构成的图像B的观测条件
7.关于检测仪器
对于物理强化玻璃的表面应力检测来说，巴比型表面应力仪（如图10）与以前的折射型应力仪相比，保持10倍的感应度，电源为单三相电，小型便携，性能优异。
测定原理为美国ASTM标准中的GASP方法，与日本的JIS折射法也有关联。
对于传统方法无法测量的微弱的应力可以进行高精度、高感度的测试,检测的人为误差很小。
可用于浮法玻璃以及物理钢化玻璃的应力检测。
目前此款仪器由苏州精创光学仪器有限公司进行代理销售。
图10 BTP系列表面应力仪。