第二讲：封装材料测试和分析
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7
测试的项目及检验工具
序号 1ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ2 3 4 5 6 7
项
目
检验设备及工具 目测、卷尺及千分尺 游标卡尺或塞尺 钢球 钢球 烘箱 沙袋 光谱响应仪
参考标准 GB 11614 GB15763.2-2005 GB15763.2-2005 GB15763.2-2005 GB15763.2-2005 GB15763.2-2005 GB15763.2-2005
抗冲击试验
条件 --常温常压下 1m --水平的工作台面 --充足的光线 --对每块试样的冲击仅限1次 试验方法 --待测样品玻璃四周用水平支架（玻璃接触部使用A50宽15mm的橡胶）支 撑，在玻璃中心附近高1米左右位置自由落下227g的小钢球。 检验标准 --玻璃不破碎 --取样的合格率必须〉80%以上，否则判断该项不合格。
--边部的划伤及缺边允许在以下范围内： 宽：1mm以内 长：10mm以内 深：0.5mm以内
10
异物： 玻璃中未融化的夹杂物，不允许有目测能辨别的异物。 气泡 --目测看不见气泡 --目测可见的圆形气泡： 直径≤0.5mm 0.5～1.5mm 1.5～3.0mm ＞3mm --目测可见的长形气泡： 长度 宽度 ＜ 1.0mm 1～1.5mm ＞1.5mm 4～10mm 6 3 0 10～25mm 1 0 0 ＞25mm 0 0 0
透光率（%） 0.953692905 0.920561439 0.902109572 0.917150203 0.924146955 0.908733513 0.922240196 0.913740939 0.918269588 0.922907287 0.915691897 0.915841173 0.916635211 0.919399406 0.917402387 0.922975596 0.921389382 0.924057929 0.923634165 0.919208223
16
耐静压测试
测试方法： --待测样品玻璃用水平支架（玻璃接触部只用硬度A50宽15mm的橡胶） 支撑，在玻璃上放置多个单个重量为20kg 的沙袋，直到玻璃表面上 的承重达到300kg/m² 的重量，放置1小时后观察。 检验标准： --玻璃不破碎
module
17
透光率测试
测试方法：采用光谱响应仪（360-110nm） 第一步：运行光谱响应仪，并预热半小时， 将测试档位到标准探测器档位。 第二步：在测试箱体中，不放任何测试样品（空载），点击测试软件界 面的测试按钮。测试后，得一组不同波长对应的电流值I1。 第三步：在测试箱体中，放入待测玻璃样品（尺寸130*130mm），玻璃 光面朝向光源。测试后，得一组不同波长对应的电流值I2。 第四步：每一个I2值除以I1值后再取其平均值。 第五步：此平均值即为玻璃样品的透光率 检验标准 --测试玻璃样品的透光率大于91%
晶体硅太阳电池组件封装材料评估及测试
Evaluation and Testing of Packaging Materials
Lecturer: Roii Luo 罗 愉
1
晶体硅太阳电池组件封装材料评估及测试
•封装辅材的定义 •封装辅材的评估流程 •封装材料的简单介绍 •封装材料的测试项目及方法 •封装材料的评判标准 •测试过程中的注意事项
11
无限制 6 2 0
尺寸检验
条件 --常温常压下 --水平的工作台面 --充足的光线 长度：偏差在±1mm以内 宽度：偏差在±1mm以内 对角线：对角线之差与对角线平均值的比在0.2％以内。 厚度：对于3.2mm或者3mm厚玻璃，允许范围在±0.1mm。 使用千分尺对厚度进行测量。测玻璃板4角，在距玻璃板边15mm内的 四边中点测量。测量结果的算术平均值即为厚度值。并以毫米（mm） 为单位修约到小数点后2位。
15
耐温差试验
试验方法： --将300mm×300mm的钢化玻璃试样置于200℃±2℃的烘箱中，保温4h 以上，取出后立即将试样垂直浸入0℃的冰水混合物中，应保证试样 高度的1/3以上能浸入水中，5min后观察玻璃是否破坏。 检验标准： --待测玻璃样品不破碎。 --玻璃表面和边部的鱼鳞状剥离不应视作破坏。 --取4块试样进行试验，当4块试样全部符合规定时认为该项性能合 格。当有2块以上不符合时，则认为不合格。当有1块不符合时，重新 追加1块试样，如果它符合规定，则认为该项性能合格。当有2块不符 合时，则重新追加4块试样，全部符合规定时则为合格。
3
4
1
2
弓形弯曲度=(1/2)*100% 波形弯曲度=(3/4)*100%
13
钢化强度试验
50mm
条件 --常温常压下 --水平的工作台面 --充足的光线
50mm
80mm 20-25mm
试验方法： --将钢化玻璃试样自由平放在试验台上，并用透明胶带纸或其他方式约束玻璃 周边，以防止玻璃碎片溅开。 -- 在试样的最长边中心线上距离周边20mm-25mm左右的位置，用尖端曲率半径 为0.2mm+0.05mm的小锤或冲头进行冲击，使试样破碎。 --保留碎片图案的措施应在冲击后10s后开始并且在冲击后3min内结束 --取４块钢化玻璃试样进行试验，从破碎点处算起，半径80mm以外的区域， 50*50mm范围内（可使用油性笔、直尺在玻璃上划出此区域）测定破碎数 检验标准： --每块试样的破碎数要求在40--120颗粒的范围内。 --允许有少量长条形碎片，其长度不超过75mm，其端部不是刀状，延伸至玻 璃边缘的长条形碎片与边缘形成的角不大于45°。 14
讲 座 提 纲
2
辅材定义？
简单地说，就是组件上除电池片以外的其他零部件。 主要包括： --前盖板（如：钢化玻璃、压克力、金属或塑料等） --密封粘结剂（如：室温固化硅橡胶、乙烯聚醋酸乙烯酯 （EVA）、聚乙烯醇缩 丁醛 PVB、聚氟乙烯（PVF）等） --背膜（如：TPT、PET、FPF、TPE等) --边框密封材料（如：硅胶，双面胶带、热熔丁基胶等） --边框（如：铝合金、聚氨酯树脂等） --导电材料（如：镀锡铜带） --电气连接装置（如：接线盒） --灌封胶、助焊剂等 IEC61215及IEC61730及TUV等国际标准 目的： 1、决定组件的电性能和热性能 2、表明组件在合理的成本和时间内，能够承受长时间的气 候暴露。
10.4
温度系数的测量（见注1） 标称工作温度的测量 （见注1） 标称工作温度和标准测试条件下的性 能 低辐照度下的性能 室外曝晒试验 热斑耐久试验 紫外预处理试验 热循环试验 湿-冻试验 湿-热试验 引出端强度试验 湿漏电流试验 机械载荷试验 冰雹试验 旁路二极管热性能试验
10.5
10.6 10.7 10.8 10.9 10.10 10.11 10.12 10.13 10.14 10.15 10.16 10.17 10.18
技术部及品保部判断是否需要进行中批量试验
N
技术中心与车间进行中批量试验测试，车间提交《工艺评价报告单》
技术部及品保负责人判断是否要大批量试验
N
技术中心与车间进行大批量试验测试，车间提交《工艺评价报告单》
技术中心及品保部负责人判断是否列为辅料可选项
N
6
布纹低铁钢化玻璃
功能： Sunlight 4% Reflectivity --光耦合性-折射率N的匹配 --机械支持-电池的固定和粘结强度 --外界隔绝性-将电池和电池导线隔绝于外界 4% Reflectivity --对外界因素的保护-保护不受天气和环境导致的损害 Absorb 0.5% --热传导 要求： 91.5% Pass --较高的透过率：＞91%（300nm～1100nm） --低铁：＜110ppm 保证太阳光的吸收率最低 --钢化（C-Si PV）：安全性高、强度大（为普通玻璃的4倍） 热应力和抗风压系数高 三种不同表面结构的太阳能玻璃： --两面光面（smooth on both sides） --一面光面，一面绒面(smooth on one side, texture on another side) --双绒面（micro-structured on both sides）
样品1电流 748.042 1247.607 1991.18 2989.8395 4031.446 5055.713 6534.5615 7517.762 8397.1415 9185.8785 9837.246 10412.615 10867.1 11244.765 11380.45 13057.285 15031.035 13947.735 13022.295 12243.78
18
波长（nm） 360 380 400 420 440 460 480 500 520 540 560 580 600 620 640 660 680 700 720 740
空载电流 784.3636 1355.2675 2207.2485 3259.9235 4362.343 5563.4715 7085.531 8227.4545 9144.5275 9953.1975 10742.965 11369.455 11855.425 12230.555 12405.08 14146.945 16313.445 15094.005 14098.975 13319.92
3
IEC测试项目
试验 10.1 10.2 10.3 项 目 详见列于10.1.2的检查 见GB/T 6495.1 结缘体经受直流1000V加上两倍系统最大电压1min。 对于面积小于0.1m2的组件绝缘电阻不小于400MΩ，对于面积大于0.1m2的组件，测试绝缘电阻乘以组件面 积应不小于40MΩ·m2，测试时使用500V或最大系统电压的最高值。 详见10.4 见IEC 60904-10的指导 总太阳辐照度：800W·m-2 环境温度： 20℃ 风速： 1m·s-1 电池温度：25℃和标称工作温度 辐照度：1000和800W·m-2，标准太阳光谱辐照度分布符合GB/T 6495.3规定 电池温度：25℃ 辐照度：200W·m-2，标准太阳光谱辐照度分布符合GB/T 6495.3规定 太阳总辐射量：60kWh·m-2 在最坏热斑条件下，1000W·m-2辐照度照射5 h。 波长在280nm到385nm范围的紫外辐射为15kWh·m-2, 其中波长为280nm到320nm的紫外辐射为5kWh·m-2。 从-40℃到+85℃ 50和200次，所加电流为标准测试条件下的最大功率点电流。 从+85℃，85%相对湿度到-40℃ 10次 在+85℃，85%相对湿度下1000h 同GB 2423.29 详见10.15 对于面积小于0.1m2的组件绝缘电阻不小于400MΩ，对于面积大于0.1m2的组件，测试绝缘电阻乘以组件面 积应不小于40MΩ·m2，测试时使用500V或最大系统电压的最高值。 2400Pa的均匀载荷依次加到前和后表面1h，循环三次 25mm直径的冰球以23.0m·s-1的速度撞击11个位置 75℃，Isc加上1h 75℃，1.25倍Isc加上1h 试 验 条 件 外观检查 最大功率确定 绝缘试验
12
弯曲度：玻璃弯曲程度。 整体弯曲度（弓形弯）和局部弯曲度（波形弯） 测试方法： --将试样在室温下放置4h以上, 测量时把试样垂直立放，并在其长边下方的 1/4处垫上2块垫块。用一直尺或金属线水平紧贴制品的两边或对角线方向， 用塞尺测量直线边与玻璃之间的间隙，并以弧的高度与弦的长度之比的百分 率来表示弓形时的弯曲度。进行局部波形测量时，用一直尺或金属线沿平行 玻璃边缘25mm方向进行测量，测量长度300mm。用塞尺测得波谷或波峰的高， 并除以300mm后的百分率表示波形的弯曲度。 检验标准： --弓形弯曲度要求在0.3％以内 --波形弯曲度要求在0.2％以内
4
IEC测试流程
5
相关部门提出需求并提交申请
技术部门评估初步试验的必要性
辅材的一般评估流程？
N
品保部确认并计划对供应 商进行相关评估工作
技术部门备案，并给试验编号
技术部进行送样的测试，并提交试验结果
技术部及品保部判断是否要小小批量试验
N
技术中心与车间进行小批量试验测试，车间提交《工艺评价报告单》
类别
外观检验 尺寸检验 钢化强度 抗冲击试验 耐温差试验 耐静压试验 透光率测试
尺寸及外观要求
安全性能要求
使用性能要求
8
18块玻璃
外观检验
尺寸检验
抗冲击试验
5块
钢化强度
4块
耐温差试验
4块
耐静压试验
2块
透光率测试
3块
综合评价
9
外观检验
条件 --常温常压下 --水平的工作台面 --充足的光线 划伤 --可视划痕按以下标准确认： 划痕 ＜1mm ＞1mm ＜5mm 3 0 5～10mm 1 0 ＞10mm 0 0
测试的项目及检验工具
序号 1ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ2 3 4 5 6 7
项
目
检验设备及工具 目测、卷尺及千分尺 游标卡尺或塞尺 钢球 钢球 烘箱 沙袋 光谱响应仪
参考标准 GB 11614 GB15763.2-2005 GB15763.2-2005 GB15763.2-2005 GB15763.2-2005 GB15763.2-2005 GB15763.2-2005
抗冲击试验
条件 --常温常压下 1m --水平的工作台面 --充足的光线 --对每块试样的冲击仅限1次 试验方法 --待测样品玻璃四周用水平支架（玻璃接触部使用A50宽15mm的橡胶）支 撑，在玻璃中心附近高1米左右位置自由落下227g的小钢球。 检验标准 --玻璃不破碎 --取样的合格率必须〉80%以上，否则判断该项不合格。
--边部的划伤及缺边允许在以下范围内： 宽：1mm以内 长：10mm以内 深：0.5mm以内
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异物： 玻璃中未融化的夹杂物，不允许有目测能辨别的异物。 气泡 --目测看不见气泡 --目测可见的圆形气泡： 直径≤0.5mm 0.5～1.5mm 1.5～3.0mm ＞3mm --目测可见的长形气泡： 长度 宽度 ＜ 1.0mm 1～1.5mm ＞1.5mm 4～10mm 6 3 0 10～25mm 1 0 0 ＞25mm 0 0 0
透光率（%） 0.953692905 0.920561439 0.902109572 0.917150203 0.924146955 0.908733513 0.922240196 0.913740939 0.918269588 0.922907287 0.915691897 0.915841173 0.916635211 0.919399406 0.917402387 0.922975596 0.921389382 0.924057929 0.923634165 0.919208223
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耐静压测试
测试方法： --待测样品玻璃用水平支架（玻璃接触部只用硬度A50宽15mm的橡胶） 支撑，在玻璃上放置多个单个重量为20kg 的沙袋，直到玻璃表面上 的承重达到300kg/m² 的重量，放置1小时后观察。 检验标准： --玻璃不破碎
module
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透光率测试
测试方法：采用光谱响应仪（360-110nm） 第一步：运行光谱响应仪，并预热半小时， 将测试档位到标准探测器档位。 第二步：在测试箱体中，不放任何测试样品（空载），点击测试软件界 面的测试按钮。测试后，得一组不同波长对应的电流值I1。 第三步：在测试箱体中，放入待测玻璃样品（尺寸130*130mm），玻璃 光面朝向光源。测试后，得一组不同波长对应的电流值I2。 第四步：每一个I2值除以I1值后再取其平均值。 第五步：此平均值即为玻璃样品的透光率 检验标准 --测试玻璃样品的透光率大于91%
晶体硅太阳电池组件封装材料评估及测试
Evaluation and Testing of Packaging Materials
Lecturer: Roii Luo 罗 愉
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晶体硅太阳电池组件封装材料评估及测试
•封装辅材的定义 •封装辅材的评估流程 •封装材料的简单介绍 •封装材料的测试项目及方法 •封装材料的评判标准 •测试过程中的注意事项
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无限制 6 2 0
尺寸检验
条件 --常温常压下 --水平的工作台面 --充足的光线 长度：偏差在±1mm以内 宽度：偏差在±1mm以内 对角线：对角线之差与对角线平均值的比在0.2％以内。 厚度：对于3.2mm或者3mm厚玻璃，允许范围在±0.1mm。 使用千分尺对厚度进行测量。测玻璃板4角，在距玻璃板边15mm内的 四边中点测量。测量结果的算术平均值即为厚度值。并以毫米（mm） 为单位修约到小数点后2位。
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耐温差试验
试验方法： --将300mm×300mm的钢化玻璃试样置于200℃±2℃的烘箱中，保温4h 以上，取出后立即将试样垂直浸入0℃的冰水混合物中，应保证试样 高度的1/3以上能浸入水中，5min后观察玻璃是否破坏。 检验标准： --待测玻璃样品不破碎。 --玻璃表面和边部的鱼鳞状剥离不应视作破坏。 --取4块试样进行试验，当4块试样全部符合规定时认为该项性能合 格。当有2块以上不符合时，则认为不合格。当有1块不符合时，重新 追加1块试样，如果它符合规定，则认为该项性能合格。当有2块不符 合时，则重新追加4块试样，全部符合规定时则为合格。
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弓形弯曲度=(1/2)*100% 波形弯曲度=(3/4)*100%
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钢化强度试验
50mm
条件 --常温常压下 --水平的工作台面 --充足的光线
50mm
80mm 20-25mm
试验方法： --将钢化玻璃试样自由平放在试验台上，并用透明胶带纸或其他方式约束玻璃 周边，以防止玻璃碎片溅开。 -- 在试样的最长边中心线上距离周边20mm-25mm左右的位置，用尖端曲率半径 为0.2mm+0.05mm的小锤或冲头进行冲击，使试样破碎。 --保留碎片图案的措施应在冲击后10s后开始并且在冲击后3min内结束 --取４块钢化玻璃试样进行试验，从破碎点处算起，半径80mm以外的区域， 50*50mm范围内（可使用油性笔、直尺在玻璃上划出此区域）测定破碎数 检验标准： --每块试样的破碎数要求在40--120颗粒的范围内。 --允许有少量长条形碎片，其长度不超过75mm，其端部不是刀状，延伸至玻 璃边缘的长条形碎片与边缘形成的角不大于45°。 14
讲 座 提 纲
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辅材定义？
简单地说，就是组件上除电池片以外的其他零部件。 主要包括： --前盖板（如：钢化玻璃、压克力、金属或塑料等） --密封粘结剂（如：室温固化硅橡胶、乙烯聚醋酸乙烯酯 （EVA）、聚乙烯醇缩 丁醛 PVB、聚氟乙烯（PVF）等） --背膜（如：TPT、PET、FPF、TPE等) --边框密封材料（如：硅胶，双面胶带、热熔丁基胶等） --边框（如：铝合金、聚氨酯树脂等） --导电材料（如：镀锡铜带） --电气连接装置（如：接线盒） --灌封胶、助焊剂等 IEC61215及IEC61730及TUV等国际标准 目的： 1、决定组件的电性能和热性能 2、表明组件在合理的成本和时间内，能够承受长时间的气 候暴露。
10.4
温度系数的测量（见注1） 标称工作温度的测量 （见注1） 标称工作温度和标准测试条件下的性 能 低辐照度下的性能 室外曝晒试验 热斑耐久试验 紫外预处理试验 热循环试验 湿-冻试验 湿-热试验 引出端强度试验 湿漏电流试验 机械载荷试验 冰雹试验 旁路二极管热性能试验
10.5
10.6 10.7 10.8 10.9 10.10 10.11 10.12 10.13 10.14 10.15 10.16 10.17 10.18
技术部及品保部判断是否需要进行中批量试验
N
技术中心与车间进行中批量试验测试，车间提交《工艺评价报告单》
技术部及品保负责人判断是否要大批量试验
N
技术中心与车间进行大批量试验测试，车间提交《工艺评价报告单》
技术中心及品保部负责人判断是否列为辅料可选项
N
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布纹低铁钢化玻璃
功能： Sunlight 4% Reflectivity --光耦合性-折射率N的匹配 --机械支持-电池的固定和粘结强度 --外界隔绝性-将电池和电池导线隔绝于外界 4% Reflectivity --对外界因素的保护-保护不受天气和环境导致的损害 Absorb 0.5% --热传导 要求： 91.5% Pass --较高的透过率：＞91%（300nm～1100nm） --低铁：＜110ppm 保证太阳光的吸收率最低 --钢化（C-Si PV）：安全性高、强度大（为普通玻璃的4倍） 热应力和抗风压系数高 三种不同表面结构的太阳能玻璃： --两面光面（smooth on both sides） --一面光面，一面绒面(smooth on one side, texture on another side) --双绒面（micro-structured on both sides）
样品1电流 748.042 1247.607 1991.18 2989.8395 4031.446 5055.713 6534.5615 7517.762 8397.1415 9185.8785 9837.246 10412.615 10867.1 11244.765 11380.45 13057.285 15031.035 13947.735 13022.295 12243.78
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波长（nm） 360 380 400 420 440 460 480 500 520 540 560 580 600 620 640 660 680 700 720 740
空载电流 784.3636 1355.2675 2207.2485 3259.9235 4362.343 5563.4715 7085.531 8227.4545 9144.5275 9953.1975 10742.965 11369.455 11855.425 12230.555 12405.08 14146.945 16313.445 15094.005 14098.975 13319.92
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IEC测试项目
试验 10.1 10.2 10.3 项 目 详见列于10.1.2的检查 见GB/T 6495.1 结缘体经受直流1000V加上两倍系统最大电压1min。 对于面积小于0.1m2的组件绝缘电阻不小于400MΩ，对于面积大于0.1m2的组件，测试绝缘电阻乘以组件面 积应不小于40MΩ·m2，测试时使用500V或最大系统电压的最高值。 详见10.4 见IEC 60904-10的指导 总太阳辐照度：800W·m-2 环境温度： 20℃ 风速： 1m·s-1 电池温度：25℃和标称工作温度 辐照度：1000和800W·m-2，标准太阳光谱辐照度分布符合GB/T 6495.3规定 电池温度：25℃ 辐照度：200W·m-2，标准太阳光谱辐照度分布符合GB/T 6495.3规定 太阳总辐射量：60kWh·m-2 在最坏热斑条件下，1000W·m-2辐照度照射5 h。 波长在280nm到385nm范围的紫外辐射为15kWh·m-2, 其中波长为280nm到320nm的紫外辐射为5kWh·m-2。 从-40℃到+85℃ 50和200次，所加电流为标准测试条件下的最大功率点电流。 从+85℃，85%相对湿度到-40℃ 10次 在+85℃，85%相对湿度下1000h 同GB 2423.29 详见10.15 对于面积小于0.1m2的组件绝缘电阻不小于400MΩ，对于面积大于0.1m2的组件，测试绝缘电阻乘以组件面 积应不小于40MΩ·m2，测试时使用500V或最大系统电压的最高值。 2400Pa的均匀载荷依次加到前和后表面1h，循环三次 25mm直径的冰球以23.0m·s-1的速度撞击11个位置 75℃，Isc加上1h 75℃，1.25倍Isc加上1h 试 验 条 件 外观检查 最大功率确定 绝缘试验
12
弯曲度：玻璃弯曲程度。 整体弯曲度（弓形弯）和局部弯曲度（波形弯） 测试方法： --将试样在室温下放置4h以上, 测量时把试样垂直立放，并在其长边下方的 1/4处垫上2块垫块。用一直尺或金属线水平紧贴制品的两边或对角线方向， 用塞尺测量直线边与玻璃之间的间隙，并以弧的高度与弦的长度之比的百分 率来表示弓形时的弯曲度。进行局部波形测量时，用一直尺或金属线沿平行 玻璃边缘25mm方向进行测量，测量长度300mm。用塞尺测得波谷或波峰的高， 并除以300mm后的百分率表示波形的弯曲度。 检验标准： --弓形弯曲度要求在0.3％以内 --波形弯曲度要求在0.2％以内
4
IEC测试流程
5
相关部门提出需求并提交申请
技术部门评估初步试验的必要性
辅材的一般评估流程？
N
品保部确认并计划对供应 商进行相关评估工作
技术部门备案，并给试验编号
技术部进行送样的测试，并提交试验结果
技术部及品保部判断是否要小小批量试验
N
技术中心与车间进行小批量试验测试，车间提交《工艺评价报告单》
类别
外观检验 尺寸检验 钢化强度 抗冲击试验 耐温差试验 耐静压试验 透光率测试
尺寸及外观要求
安全性能要求
使用性能要求
8
18块玻璃
外观检验
尺寸检验
抗冲击试验
5块
钢化强度
4块
耐温差试验
4块
耐静压试验
2块
透光率测试
3块
综合评价
9
外观检验
条件 --常温常压下 --水平的工作台面 --充足的光线 划伤 --可视划痕按以下标准确认： 划痕 ＜1mm ＞1mm ＜5mm 3 0 5～10mm 1 0 ＞10mm 0 0