當人們(men)在某種照明條件下,以一定的距離和角度觀察鋼(gāng)化玻璃時,在鋼化(huà)玻璃表麵會看一些分布(bù)不十分規則的帶有顏色的斑紋,這種帶(dài)顏色的斑紋即我們通常所說的“應力斑”,應力斑的存在雖(suī)然不影響玻璃的反射效果(沒有反射失真),也(yě)不影響玻璃的透射效果(guǒ)(不會影響分辨率,也不會產生光學變形)。它是所(suǒ)有(yǒu)鋼化玻璃都具有的一個光學(xué)特性,不是鋼(gāng)化玻璃的質量(liàng)問題(tí)或質量缺陷,但鋼化玻璃作為安全玻璃應用越(yuè)來越(yuè)廣泛,人們對(duì)玻璃的外觀效果(guǒ)要求越來越高,特別是作為大麵積幕牆應用時鋼化玻璃應力斑的存在會給玻璃(lí)的外觀帶來不利影(yǐng)響,甚(shèn)至影響到建築物的整體美觀效(xiào)果,所以人們對應力斑的關注越來越強(qiáng)烈。
應(yīng)力斑產生的(de)原因
所有透明材(cái)料都可以劃分為各向同性材料和各項異性材料。當光線通過各向同性材料時,光的速度在所有方向都一樣,出射(shè)光與入射光沒有變化(huà),退火良好的玻璃就屬於各向同性材料。當光線通過各項異性材料時,入射光分成兩種以不同的速度且具有(yǒu)不同的路程的(de)射線,出射(shè)光與入射光發生變化,退火不良的玻璃包括鋼化玻(bō)璃就屬於(yú)各向異性材料。作為各項異(yì)性材料的鋼化玻璃,產生應(yīng)力斑的(de)現象可以(yǐ)用光(guāng)彈原理進行解釋:當一束偏振光通過鋼化玻璃時由於玻璃內部存在著永久應(yīng)力(鋼化(huà)應力),這束(shù)光會分解為兩束傳播速(sù)度不同(tóng)的偏振光,即快光(guāng)和慢光(guāng),又稱雙折射(shè)現象。當某一點形成的兩束光與在另外某一點形成的光(guāng)束相交時,由於光傳播速度的不(bú)同(tóng)在光(guāng)束相交點存在著相位差,這一點上兩束光就會產生幹涉現象,當兩束光振(zhèn)幅方向相(xiàng)同時,光強加強,產生亮視場,即亮斑;當光振幅方向相反時,光強(qiáng)減弱,產生暗視場,即暗斑。隻要在鋼化玻璃的平(píng)麵方向上存在應力分布(bù)不均勻就會產(chǎn)生應力斑。
此外玻璃表麵的反射作用(yòng)使反射光和透射均發生一定的偏振效果,進入玻璃內部的光實際上是帶有偏振效果(guǒ)的光,這就是為什(shí)麽會看到明暗相間的條紋或斑紋的(de)道(dào)理。
鋼化玻璃產生應(yīng)力(lì)斑的工藝因素
加熱因素
玻璃在進行(háng)淬火前平麵方向上存在加熱不均。加熱不(bú)均的玻璃在進行淬火冷卻後,溫度(dù)高的區域將產生(shēng)壓應力較小(xiǎo)、溫度低的(de)區域將產生壓應力較大,加熱不均會使玻璃表麵上產生分(fèn)布不均的壓應力。導致加熱不均的(de)因素主要有加熱器的功(gōng)率存在差異,加熱功率大的區域溫度高,加熱功率小的區域(yù)溫度低(dī);加熱器故障不能正常加熱;溫度傳(chuán)感器失靈或校(xiào)準不精確;溫度設定不合理,爐體(tǐ)的邊部有較多散熱,溫度設定應略高於中部,玻璃中間吸熱多於邊部,中間相對(duì)邊部溫度略高,這些因素為在設定中如未加體現將導致(zhì)加熱(rè)不均;玻璃(lí)碼放不合理,由於輥道為熱的不良導體(tǐ),如反複使用某(mǒu)一區域(yù)會導致該區域溫度降低而未放玻璃的區域,該區域溫度相對較高(gāo),下一批玻璃在此區域(yù)加熱時溫度(dù)相對較高;加熱爐密封不良,出現(xiàn)局(jú)部散熱較多致使溫度不均等。
冷卻因素
玻璃的鋼化過程為加(jiā)熱後進行急冷,冷卻過程與加熱過程對鋼化應(yīng)力的(de)形成同樣重要。玻璃在進行淬火前(qián)平麵方向上(shàng)存冷卻不均與出現加熱不均一樣,也會導致應力不(bú)均。冷卻強度大的(de)區域形(xíng)成的表麵壓應力大,冷卻強度小的區域形成的壓(yā)應力小,冷卻不均會使玻璃表麵上產生分布不均的應力。導致冷卻(què)不均的因素主要(yào)有風機風嘴(zuǐ)分布不合理,風嘴間(jiān)隙不均,使玻璃表麵的風壓分布不均,玻璃表麵(miàn)冷卻不均(jun1);風嘴堵塞,部分風嘴不能正常送風;輥道導熱(rè)能力(lì)過大(dà),與(yǔ)輥道接觸的部位被迅速冷卻,先(xiān)被冷卻的部位會形成較大(dà)的壓應力。玻(bō)璃被(bèi)不均的加熱和冷卻是應力斑產生的(de)主要原因,隻由在鋼化爐設計和造作使用中,找出影響加熱和冷卻不均加各(gè)項因素,加強工藝控(kòng)製(zhì),嚴格遵守操作規程才可以(yǐ)減少應(yīng)力斑的產生。
鋼化玻璃產生應(yīng)力斑的其它因(yīn)素
觀(guān)察角度
之所以我們能看到應力斑,是由於可見光波段的自然光(guāng)通過(guò)玻璃時(shí)發生了偏振,光線從玻璃(透明介質)的表麵(miàn)以某一角度反射時,就有部分光線發生了偏(piān)振,同樣透過玻璃的(de)折射光也(yě)有部分發生偏振(zhèn),當光線的入(rù)射角(jiǎo)的正切值與玻(bō)璃的折射率相等時反(fǎn)射偏振達到最大值。玻璃的折射率為1.5,反射偏振最大入射角為(wéi)56。,即光線以56o的入射角從玻璃表麵所反(fǎn)射的(de)光幾乎全部(bù)是偏振光。對鋼化玻璃,我們看到的反射光是從兩個(gè)各為4%反射率的表麵反(fǎn)射的,離我們較遠的第二表麵的反射光經過了存在應力玻璃,這部分光與離(lí)我們較近(jìn)的第一表(biǎo)麵的反射光在玻璃表麵(miàn)發生幹涉就產生了(le)彩色斑紋,因此在以入射角56。觀察玻(bō)璃時應力(lì)版最明顯(xiǎn)。同樣的道理對於(yú)鋼化中空玻璃由於反射麵較多偏振光也較(jiào)多,對於有同樣應力不均水平的鋼化玻璃,我們看到的應力斑更(gèng)清楚,顯得(dé)應力斑更重。
玻璃(lí)厚度
由於(yú)光線在不同厚度(dù)的玻璃中(zhōng)傳(chuán)播,厚度越大光程越長(zhǎng),光線發生偏振的機會就越多(duō),因此對(duì)同樣應力水平的玻璃,厚度越大,應力斑的顏色越(yuè)重.
玻璃品(pǐn)種
玻璃的品種不同,對同樣應力水平的玻璃產生應(yīng)力斑的效果不同,如(rú)硼矽酸鹽玻璃相對鈉(nà)鈣玻璃應力斑(bān)顏色會(huì)顯(xiǎn)得輕一些。
對於鋼化玻璃由於(yú)其增強原理的特殊性,完全消(xiāo)除應力斑難(nán)度很大,但通過選用先(xiān)進設備(bèi),合理的(de)控製生產(chǎn)工(gōng)藝,是可以加少應力斑產生的,能夠達到不影響美觀效果的程度。