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1. 用什么方法可以更精确地测量玻璃应力

1、偏振光

众所周知,光是一种电磁波,其振动方向与前进方向垂直,在所有与前进方向垂直的振动面上振动

如在光路中引入只允许某一振动方向光线通过的偏振滤片,就可获得偏振光,简称偏光。

2、双折射

玻璃是各向同性体,各方向的折射率相同。如玻璃中存在应力,各向同性的性质受到破坏,引起折射率变化,两主应力方向的折射率不再相同,即导致双折射。

折射率与应力值的关系由下式确定:nx-ny=CB(σx-σy)式中nx—x方向折射率 ny—y方向折射率 σx—x方向应力 σy—y方向应力 CB—应力光学常数,它是物性常数,仅与玻璃品种有关

3、光程差

当偏光透过厚度为t的有应力玻璃时,光矢会分裂为两个分别在x及y应力方向振动的分量。

如Vx、Vy分别为两光矢分量的速度,则透过玻璃所需的时间分别为tΠVx和tΠVy,两分量之间不再同步,而是存在光程差δ:δ=C(tΠVx-tΠVy)=t(nx-ny)式中 C—真空中光速结合上述二式,

即得到如下公式:(σx-σy)=δΠ(tCB)

即应力与光程差存在一定关系,一般借助光干涉原理测出光程差,从而计算出应力值。

2. 钢化玻璃的原理是什么

想知道钢化原理,就要先知道玻璃的特性。

玻璃的理论强度与硬度都很高,但实际表现出高硬度,低强度,非常易碎。这是因为玻璃的粘度极大,在冷却时其原子按照应力平衡位置排列的的速度极慢,远远赶不上冷却的速度。玻璃里面很容易产生极大的应力,所以超过2mm厚的玻璃如果不退火,消除应力,那么不用碰它,它自己就会碎裂。

所以玻璃之所以表现出低强度,就是因为上述特性使玻璃表面产生了大量的微裂纹,这些裂纹非常小,只有在电子显微镜下才能观察到。但正是这些微裂纹造成了玻璃的实际强度大大小于理论强度。如果在受力时能阻止微裂纹的扩大,就能提高玻璃的实际强度。

物理钢化的工艺是加热玻璃到一定温度,然后两面均匀、快速冷却。原理是:快速冷却时,表面玻璃冷却速度快,内部冷却速度慢,内部原子位置调整时间长,体积趋向缩小,因此就会对表面玻璃产生巨大的拉应力。如同将一串珠子中间的绳子拉紧一样。这样,在玻璃受力时,内部巨大的拉力会阻止表面微裂纹的扩大,达到提高玻璃实际强度的目的。

也正因为应力巨大,所以钢化玻璃在遭到破坏时,释放的应力会使玻璃爆裂成小块,而且不会产生尖锐的角。

3. 如何检测化学钢化玻璃的压应力层厚度

化学钢化是通过离子交换构成玻璃的表面压应力。

离子交换工艺的简单原理是在400LC左右碱盐溶液中,使玻璃表层中半径较小的离子与溶液中半径较大的离子交换,比如玻璃中的锂离子与溶液中的钠离子交换,玻璃中的钠离子与溶液中的钾离子交换,利用碱离子体积上的差别产生表层压应力。对厚玻璃的增强效果不甚明显,特别合适增2~4mm厚的玻璃。

化学钢化玻璃的优点是,其未经转变温度以上的高温进程,所以不会像物理钢化玻璃那样存在翘曲,表面平整度与原片玻璃1样,同时在强度和耐温度变化有1定提高,并可适当作切裁处理。化学钢化的缺点是随时间易产生应力松弛现象,目前已有保护性工艺措施,使化学钢化玻璃具有其他强化玻璃品种不可替换的利用特点。

玻璃的化学钢化产生于1种称之为离子交换的工艺。将玻璃浸入1个温度低于玻璃退火温度的融化盐池。

玻璃片为钠钙浮法玻璃和钠钙平板玻璃时,盐池中成份为硝酸钾。在浸入周期内,较大的碱性钾离子同较小的钠离子在玻璃表面产生置换,较大的钾离子嵌入由较小的钠离子构成的表面。

这类强化嵌入玻璃表面的深度只有数千分之1英寸,化学钢化玻璃的压应力可以到达10 000 psi(6.9107Pa)。 由于表面缺点的影响,上述压应力水平会大幅下降。

许多公布的数据或规范只是平均应力值。这明显意味着玻璃样品可以有较高的应力值,也能够有较低的应力值:在同1盐池生产出的化学钢化玻璃的应力值也会有很大差别。

化学钢化玻璃破碎时,不1定碎成小颗粒,其碎片状态可能类似于普通玻璃。因此这类玻璃不能用在需要安全玻璃的地方。

1些技术专家和研究人员宣称:离子交换实际上只有很少的份子在玻璃表面数百万分之1英寸深进行的,而不是像玻璃钢化协会手册上说明的数千分之1英寸。虽然化学钢化玻璃在处理完后可以被切割,但是切割进程会使切口两边1 in(25 mm)范围内的压应力完全丧失,使其回复到普通玻璃状态。

化学钢化玻璃广泛利用于眼镜和航空工业和电子行业中,对要求厚度小于1/8 in(3 mm)又要求有较高强度的玻璃,可以采取化学钢化。这类玻璃还可作为聚碳酸脂保护层使用。

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