强化玻璃的表面应力测定

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1 0 0 0 k g /cm2的玻璃与几百k g /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） 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 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 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...