鋼化玻璃表面應(yīng)力儀是檢測玻璃表面應(yīng)力分布的關(guān)鍵設(shè)備,其測試流程需嚴(yán)格遵循規(guī)范操作,以確保數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性。以下是完整的測試流程及技術(shù)要點:
一、測試前準(zhǔn)備
1. 樣品預(yù)處理
- 清潔表面:使用無水乙醇或?qū)S貌A鍧崉┎潦么郎y玻璃表面,去除油污、灰塵等污染物,避免光學(xué)干擾。
- 檢查完整性:確認(rèn)玻璃無劃傷、氣泡或崩邊,否則可能影響應(yīng)力分布均勻性。
- 常溫靜置:將樣品置于恒溫環(huán)境(23±2℃)中平衡至少30分鐘,避免溫度梯度導(dǎo)致應(yīng)力測量誤差。
2. 儀器校準(zhǔn)與初始化
- 開機預(yù)熱:開啟應(yīng)力儀電源,等待設(shè)備進入穩(wěn)定狀態(tài)(約15分鐘),部分儀器需預(yù)熱至指定溫度。
- 標(biāo)準(zhǔn)片校準(zhǔn):放入已知應(yīng)力值的標(biāo)準(zhǔn)鋼化玻璃片(如應(yīng)力值為80MPa±2MPa),調(diào)整儀器參數(shù)至標(biāo)準(zhǔn)片的干涉條紋與基準(zhǔn)圖一致,確保補償精度。
- 光路調(diào)整:
- 偏振片校準(zhǔn):確保起偏鏡與檢偏鏡正交,調(diào)整光源亮度至適宜強度。
- 補償鏡歸零:將補償鏡角度調(diào)至0°,消除初始相位差。
二、測試操作流程
1. 樣品定位與夾持
- 放置樣品:將清潔后的玻璃平放于測試臺,鍍膜面朝上(若為鍍膜玻璃),避免傾斜導(dǎo)致應(yīng)力分布異常。
- 中心對齊:調(diào)整樣品位置,使測試區(qū)域位于儀器光路中心,通常選擇玻璃幾何中心或邊緣代表性區(qū)域。
2. 光彈干涉條紋觀測
- 開啟光源:啟動偏振光系統(tǒng),觀察玻璃表面的干涉條紋。鋼化玻璃因表面壓縮應(yīng)力會產(chǎn)生彩色條紋(如紅色對應(yīng)高應(yīng)力區(qū))。
- 條紋密度分析:
- 均勻性判斷:理想鋼化玻璃條紋應(yīng)呈同心圓或均勻分布,若局部條紋密集或扭曲,表明應(yīng)力不均。
- 切向應(yīng)力計算:通過條紋級次(N)與補償角(θ)的關(guān)系,結(jié)合公式 \( \sigma = \frac{N \cdot f} \)(其中f為材料應(yīng)力光學(xué)常數(shù),d為玻璃厚度)初步估算應(yīng)力值。
3. 補償法精確測量
- 旋轉(zhuǎn)補償鏡:緩慢調(diào)整補償鏡角度,直至某一區(qū)域的干涉條紋消失(補償法原理)。
- 記錄補償角:讀取補償鏡旋轉(zhuǎn)角度(θ),代入公式 \( \sigma = \frac{\theta \cdot f} \)(C為儀器常數(shù))計算表面應(yīng)力值。
- 多點測量:在不同徑向位置(如0°、45°、90°)重復(fù)測量,取平均值作為最終應(yīng)力值。
三、數(shù)據(jù)處理與結(jié)果判定
1. 數(shù)據(jù)記錄與修正
- 環(huán)境修正:記錄測試環(huán)境溫度、濕度,若偏離標(biāo)準(zhǔn)條件(25℃/50%RH),需對應(yīng)力值進行溫度系數(shù)修正。
- 厚度修正:測量玻璃實際厚度,代入公式時替代標(biāo)稱值,避免系統(tǒng)誤差。
2. 合格性判定
- 應(yīng)力范圍標(biāo)準(zhǔn):
- 建筑用鋼化玻璃:表面應(yīng)力值需≥90MPa且≤120MPa。
- 汽車用鋼化玻璃:應(yīng)力值需≥100MPa且≤130MPa。
- 均勻性要求:各點應(yīng)力極差應(yīng)≤20MPa,條紋形態(tài)無明顯突變。
3. 報告生成
- 輸出內(nèi)容:包括應(yīng)力平均值、最大/最小值、測試位置示意圖、環(huán)境參數(shù)及校準(zhǔn)記錄。
- 異常標(biāo)注:若應(yīng)力過低(未鋼化)或過高(自爆風(fēng)險),需在報告中重點提示。
四、注意事項與維護
1. 操作規(guī)范
- 避免手指接觸玻璃測試面,防止油脂污染影響光路。
- 嚴(yán)禁測試過程中碰撞儀器光學(xué)元件(如偏振片、補償鏡)。
2. 儀器維護
- 定期校準(zhǔn):每月使用標(biāo)準(zhǔn)片校驗設(shè)備精度,偏差超±2MPa需重新校準(zhǔn)。
- 清潔保養(yǎng):測試后用防塵罩覆蓋儀器,鏡頭部分用壓縮空氣清潔。
3. 安全警示
- 測試高應(yīng)力玻璃(如自爆傾向樣品)時,需佩戴護目鏡,防止意外破裂傷人。
- 異常數(shù)據(jù)需復(fù)測3次以上,排除偶然誤差。