當人們(men)在(zài)某種照明條件下,以一(yī)定的距(jù)離和角度(dù)觀察鋼化玻璃時,在(zài)鋼化玻璃表麵會看一些分布不十分規則的帶有顏色的斑紋(wén),這種帶顏色的斑紋(wén)即我(wǒ)們通常所說的“應力斑”,應力斑的存在雖然不(bú)影響玻璃的反射效果(guǒ)(沒(méi)有反(fǎn)射失(shī)真),也不影(yǐng)響玻璃的透射(shè)效果(不會影響分辨率,也不會(huì)產生光學變形)。它是所有鋼化(huà)玻璃都具有的一個光學特性,不是鋼化玻璃的質量問題或質量(liàng)缺陷,但鋼化玻璃作為安全玻璃應用越來越(yuè)廣泛,人們對玻璃的外觀效果要求(qiú)越來越高,特別是作(zuò)為大麵積幕牆(qiáng)應(yīng)用(yòng)時(shí)鋼化玻璃應(yīng)力斑的存在會(huì)給玻璃(lí)的外觀帶來不利影響,甚至影響到建築(zhù)物的整體美觀效果,所以人(rén)們對應力斑的關注越來越強烈。
應力斑產生的原因
所有透(tòu)明材料都可以(yǐ)劃分為各向同性材料和各項異性材料。當光(guāng)線通過(guò)各向同性材料時,光的速度在所(suǒ)有方向都(dōu)一樣,出(chū)射光與(yǔ)入(rù)射光沒有變化,退火良好的玻璃就屬於各向同性材料。當光線通(tōng)過各項異性材料時,入射光分成兩種以不同的速度且具(jù)有不(bú)同的路程的射線(xiàn),出射光與入射光發生變化,退火不良的玻璃包括鋼化(huà)玻璃就(jiù)屬於各向異性材料。作為各項異性材料的鋼化玻璃,產生應力斑的現(xiàn)象可以用光彈原理進行解釋:當一束偏(piān)振光通(tōng)過鋼化玻璃(lí)時由於玻璃內部存在著永久應力(鋼化應力),這束光會分解為兩束傳(chuán)播速度不同的偏振光,即快光(guāng)和慢光,又稱雙折射現象。當(dāng)某一點形成的兩束光與在另外某一(yī)點形成的光束(shù)相交時,由(yóu)於光傳播(bō)速度的不同在光束相交點存在著相位差,這一點上兩束光就會產(chǎn)生幹涉現象,當兩束光(guāng)振幅方向相同時,光強加強(qiáng),產生亮視場,即亮斑;當光振幅方向(xiàng)相反時,光強減(jiǎn)弱,產生暗(àn)視(shì)場,即暗斑。隻要在鋼化玻璃的平麵方向上存在應力分布(bù)不均勻就(jiù)會產生(shēng)應力(lì)斑。
此外玻璃表麵的反(fǎn)射作用使反射光和透射均發生一定(dìng)的偏振效果,進入玻璃內部的光(guāng)實際上是(shì)帶有偏振效果的光,這就是為什麽會看到(dào)明暗相間的條紋或斑紋的道理。
鋼化玻璃產生應力斑的工藝因素(sù)
加熱因素
玻璃在(zài)進行淬火前平麵方向上存在加熱不均。加熱(rè)不均的玻璃在進行淬火冷卻後,溫度高的區(qū)域將產生壓應力較小、溫度低的區域將產生壓應(yīng)力較大,加(jiā)熱不均會使玻璃表麵上(shàng)產生分布(bù)不(bú)均的壓應力。導致加熱不(bú)均的因素主要(yào)有加熱器的功率存在差異(yì),加(jiā)熱功率大的區域溫度高,加熱功率小的區域溫度低;加熱器(qì)故障不能正常加熱;溫度(dù)傳(chuán)感(gǎn)器(qì)失靈或校準(zhǔn)不精確;溫度設定不合理,爐(lú)體的邊部(bù)有較多散熱,溫度設定應略高於中部,玻璃中(zhōng)間吸熱多於邊部,中間相對邊部溫度略高,這些因素為在設定中如未加體現將導致加熱不均;玻璃(lí)碼放不合理,由於(yú)輥道為熱的不良(liáng)導體,如反複使用某一區域會導致該區域溫度降低而未(wèi)放玻璃的區域(yù),該區域溫度相對較高,下一(yī)批玻璃在此區域加熱時溫度相對較高(gāo);加熱爐密封不良,出(chū)現局部散熱較多致(zhì)使溫(wēn)度不(bú)均等。
冷卻因素
玻璃的鋼化過程為加熱後進行急冷,冷卻過程與加熱過程(chéng)對鋼化應力的形成同樣重要。玻璃在進行淬火(huǒ)前平麵方向上存冷卻不均與出現加熱不均一(yī)樣,也會導致應力不均。冷卻強度大的區域形成的表麵壓應力大,冷卻強度小的區域形成的壓應力小,冷卻不均會使玻璃表麵上產生分布不均(jun1)的應力(lì)。導致冷卻不均的因素主要有(yǒu)風機(jī)風嘴分布不合理,風嘴間隙不均,使玻璃表麵的風壓分布不均,玻璃表麵冷卻(què)不(bú)均(jun1);風嘴堵塞,部分(fèn)風嘴(zuǐ)不能正常送風;輥道導熱能力過大,與輥道接(jiē)觸的部位被迅速冷卻,先被冷卻的部位會形成(chéng)較大的壓應力。玻璃被不均的加熱和冷卻是應(yīng)力斑產生的主要原因,隻由在(zài)鋼化爐設計和造作使用中,找出影響加熱和冷卻不(bú)均加各項因素,加(jiā)強工藝控製,嚴格遵守操作規程才可以減少應力斑的產生。
鋼化玻璃產生應力斑的(de)其它因(yīn)素
觀察角度
之所以我們能看到(dào)應力斑,是由於可見光波段(duàn)的自然光通過玻璃時發生了偏振,光線從玻璃(透明介質)的表麵以某一角度反射時,就有部分光線發生了偏(piān)振,同(tóng)樣透過玻(bō)璃的折射光也有部分發生偏振,當光線的入射(shè)角的正切值與玻璃(lí)的折射率相(xiàng)等時反射偏(piān)振達到最大值。玻璃(lí)的折射率為1.5,反射偏振最大入射角為56。,即光線(xiàn)以56o的入射角從玻璃表麵所(suǒ)反射的(de)光幾乎全部是偏振光。對鋼化玻璃,我(wǒ)們看到的反射光是(shì)從兩個各為(wéi)4%反射率的表麵反射的,離我們較遠的第二表麵的反射光經過了存在應力玻璃,這(zhè)部分光與離我們較近的第一表麵(miàn)的反射光(guāng)在玻璃表麵發生幹涉就產生了(le)彩色斑紋,因此在以入射(shè)角56。觀察玻璃時應力版最明顯。同樣(yàng)的(de)道理對於鋼化中空玻(bō)璃(lí)由於反射麵較多偏振光也較多,對於有同樣應力不均(jun1)水平的鋼化玻璃,我們看到的應力斑更清楚,顯(xiǎn)得應力斑更重。
玻璃厚度
由於光(guāng)線在不同厚度的玻璃中傳播,厚度(dù)越大光程越長,光線發生偏振的機會就越多,因(yīn)此對同樣應力水(shuǐ)平的玻璃,厚度越大,應力斑的顏色(sè)越重.
玻璃品種
玻璃的品種不同,對同樣應力水平的玻璃產(chǎn)生應力斑的效果不同,如硼矽酸鹽玻璃相對鈉鈣玻璃應力斑顏(yán)色會顯得輕一些。
對於鋼化玻璃由於其增強原理的特殊性(xìng),完全消除應力斑難度很(hěn)大,但通過選用先進設備,合理的控製生產工藝,是可以加少應力(lì)斑產(chǎn)生的,能夠達到不影響美觀效果的程(chéng)度。