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玻璃製品內應力的測量

發布時間:2022-03-08 14:05:12 瀏覽量:4229 作者:Tiger

摘要

生產(chan) 的玻璃製品中的應力測量對於(yu) 質量控製和保證而言非常重要。所需的應力分布取決(jue) 於(yu) 玻璃的設計国产成人在线观看免费网站。例如,汽車側(ce) 窗和後窗經過回火處理,可在強化玻璃的表麵產(chan) 生較大的壓縮應力。

正文


玻璃製品內(nei) 應力的測量

 生產(chan) 的玻璃製品中的應力測量對於(yu) 質量控製和保證而言非常重要。所需的應力分布取決(jue) 於(yu) 玻璃的設計国产成人在线观看免费网站。例如,汽車側(ce) 窗和後窗經過回火處理,可在強化玻璃的表麵產(chan) 生較大的壓縮應力。理想的光學玻璃是各向同性的,但在退火過程中由於(yu) 玻璃內(nei) 外溫度不一致,或者退火爐內(nei) 各處溫度不一致等都會(hui) 產(chan) 生內(nei) 應力。光學玻璃內(nei) 應力的存在,破壞了各向同性,產(chan) 生雙折射現象,即當一束光線通過有內(nei) 應力的玻璃時,將產(chan) 生傳(chuan) 播速度不同的兩(liang) 束光線,分別稱為(wei) 尋常光線和非常光線。鋼化玻璃国产欧美在线是表麵應力為(wei) 70 MPa 或更高。電視麵板的內(nei) 應力要低得多,但這些應力可以增強麵板抵抗玻璃因典型陰極射線管的真空而損壞的能力。汽車擋風玻璃或電視麵板等退火国产欧美在线具有低或中等的表麵應力(小於(yu) 或約 7 MPa)。所生產(chan) 製品內(nei) 的應力分布在很大程度上取決(jue) 於(yu) 工藝條件,因此該參數表示玻璃生產(chan) 過程的控製。玻璃成型模型可以預測国产欧美在线內(nei) 的最終應力分布。因此,應力分布的準確測量可以提供有關(guan) 此類模型準確性的信息,並可以指導改進模型的開發。


應力引起的雙折射是眾(zhong) 所周知的。當光照射到各向異性晶體(ti) (單軸晶體(ti) ,如方解石、石英、紅寶石等)時,發生兩(liang) 個(ge) 不同方向的折射;對於(yu) 單光材料來說,當光偏振方向垂直於(yu) 光軸時,光所感受到的折射率為(wei) 尋常光折射率,稱為(wei) o光(ordinary ray、尋常光),另一束光的偏振方向平行於(yu) 光軸則稱為(wei) e光(extraordinary ray、非尋常光),這兩(liang) 束光都是偏振光,當尋常光折射率小於(yu) 非尋常光折射率時稱之正單光軸材料,反之稱負單光軸材料。光線從(cong) 一個(ge) 特殊的角度射入晶體(ti) 時不會(hui) 發生雙折射現象,這一角度稱為(wei) 晶體(ti) 的光軸。



應力是一個(ge) 張量,可以通過給出沿三個(ge) 主軸的分量以及這些軸在對象中每個(ge) 點處相對於(yu) 對象的方向來指定。在任何表麵上,其中一個(ge) 主軸垂直於(yu) 表麵,主應力分量為(wei) 零。對於(yu) 均勻鋼化,表麵平麵內(nei) 的兩(liang) 個(ge) 主應力相等且受壓,垂直於(yu) 表麵方向的應力在整個(ge) 玻璃厚度範圍內(nei) 為(wei) 零。在鋼化板中,沿給定方向的應力在該平麵的表麵上是受壓的,在中間變成拉伸的,然後在另一個(ge) 表麵上受壓。對於(yu) 均勻鋼化玻璃,該應力分布關(guan) 於(yu) 板的中平麵對稱,並且該應力通過板厚度的積分為(wei) 零。對於(yu) 薄玻璃板,這種應力分布是拋物線的,並且表麵上的壓縮幅度是中平麵處張力幅度的兩(liang) 倍。冷卻速率的邊緣和任何橫向空間變化導致兩(liang) 個(ge) 平麵內(nei) 主應力軸變得不相等,並產(chan) 生與(yu) 此理想應力模式的偏差。


各向同性固體(ti) 不表現出雙折射。然而,當它們(men) 受到應力時,會(hui) 產(chan) 生雙折射。當這樣的樣品放置在兩(liang) 個(ge) 交叉的偏振器之間時,可以觀察到彩色圖案,因為(wei) 光線的偏振在穿過雙折射材料後會(hui) 發生旋轉,並且旋轉量取決(jue) 於(yu) 波長。 用於(yu) 分析固體(ti) 應力分布的稱為(wei) 光彈性的實驗方法基於(yu) 相同的原理。 最近有研究使用玻璃板中的應力誘導雙折射來產(chan) 生光學渦旋和全龐加萊光束(在橫截麵上具有每種可能的偏振狀態的光束)。



相關(guan) 文獻:Shepard, C.L., Cannon, B.D. and Khaleel, M.A. (2003), Measurement of Internal Stress in Glass Articles. Journal of the American Ceramic Society, 86: 1353-1359. https://doi.org/10.1111/j.1151-2916.2003.tb03475.x


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