當人們在某種照明條件下,以一定的距離和(hé)角 度觀察鋼化玻璃時,在鋼化玻璃表麵會看一些分布(bù)不十分規則的帶有顏色的斑紋,這種帶顏色的斑紋即我(wǒ)們通常所說的“應力斑(bān)”,應力(lì)斑的存在雖然不影響玻璃的反射(shè)效果(沒有反(fǎn)射失真),也不影響玻璃的透射效果(不會影響分辨率,也不會產生光學變形)。它是所有鋼化玻璃都(dōu)具有的一個光學特性,不是鋼化玻璃的質量(liàng)問題或(huò)質量(liàng)缺陷(xiàn),但鋼化玻璃作(zuò)為安全玻璃(lí)應用越來(lái)越廣泛,人們對玻(bō)璃的外觀效果要求越來越高(gāo),特別是作為大麵積(jī)幕牆(qiáng)應用時鋼化玻璃應力斑的存在會給玻璃的外觀帶來不利影響,甚至影響到建築物的整體美(měi)觀效果,所以人們對應力(lì)斑的關注(zhù)越來越強烈
應力斑產生的原因
所(suǒ)有透(tòu)明(míng)材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(zài)所有方向都一樣,出射光與入射光(guāng)沒(méi)有變化,退火良好的玻璃就屬(shǔ)於各向同性材料。當光(guāng)線通過(guò)各項異性材料時,入射光分成兩種以不同的速度且具有不同(tóng)的路程的射線,出射光與入(rù)射光發生變化,退火不良的玻(bō)璃包括(kuò)鋼化玻璃就屬於各向異性材料。作為(wéi)各項異性材料的鋼化玻璃,產生(shēng)應力斑的(de)現象可以用光彈原理進行解釋(shì):當一束偏振光通過 鋼化玻璃時由於玻璃內部存在著永(yǒng)久(jiǔ)應力(鋼化應力),這束(shù)光會分解為兩(liǎng)束傳播速度不同的偏振光,即快光和慢光,又稱雙(shuāng)折射現象。當某一點形成的兩束光與(yǔ)在另外(wài)某一點形成的光束相交時,由於光傳播速度(dù)的不同在光束(shù)相交點(diǎn)存在著相位(wèi)差,這一點上兩束光就會產(chǎn)生幹涉現象,當兩(liǎng)束光振(zhèn)幅方向相同時,光強加強,產(chǎn)生亮視場,即亮斑(bān);當光振幅(fú)方向相反時,光強減弱,產生暗視場,即(jí)暗斑。隻要在鋼化玻璃的平麵方向(xiàng)上存在應力分布不均(jun1)勻就會產生應力斑。
此外玻璃表麵的反射(shè)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(bù)的光實際上是帶有偏振效果的光,這就是為什麽會看到明暗相間的條紋或斑紋的(de)道理。
鋼化玻璃產(chǎn)生應力斑(bān)的工藝因素
1.加熱因素
玻璃在進行(háng)淬火前平麵方向上存在加(jiā)熱不(bú)均。加熱不均的玻璃在進行淬火冷卻後,溫度(dù)高的區域(yù)將產生壓應力較小(xiǎo)、溫度(dù)低的區域將產生壓應力較(jiào)大,加熱不均會使玻璃(lí)表(biǎo)麵上產(chǎn)生分布不均的壓應力。導致加熱不均的因素主要有加(jiā)熱器的功率存在差異,加熱功率大的區域溫度高,加(jiā)熱功率(lǜ)小(xiǎo)的區域溫度低;加熱器故障不能正(zhèng)常加熱;溫度傳感器失靈或校準不(bú)精(jīng)確;溫度設定不合理,爐體的邊部有較多散熱,溫度設定應略高於中部,玻璃中間吸熱多於邊部,中間相對邊部(bù)溫度(dù)略高,這些因素為在設定中如未加體現將導(dǎo)致加熱不均;玻璃碼放不(bú)合理,由於輥道為熱的不良導體,如(rú)反複使用(yòng)某(mǒu)一區域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,下一批(pī)玻璃在此區域加熱時溫度相對較高;加熱爐密封不良,出現局部散熱較多致使(shǐ)溫度不(bú)均等(děng)。
2.冷卻因素
玻璃的鋼化過程為加熱後進行急冷,冷卻過(guò)程與加熱過程對(duì)鋼化應力的形成(chéng)同樣重要。玻璃在進行淬火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(dù)大的區域(yù)形成的表麵壓(yā)應力大,冷卻強度小的區(qū)域形(xíng)成的壓應力小,冷卻不均會使玻璃表麵上(shàng)產生分布不均的應力。導致冷卻不均的因素主要有風機風嘴分(fèn)布不合理,風嘴間隙不均,使玻璃表麵(miàn)的(de)風壓分布不均,玻璃表麵冷卻不均;風嘴堵塞,部分風嘴(zuǐ)不能正常送風;輥道導熱能力過大,與輥道接觸的部(bù)位(wèi)被迅速冷卻,先被冷卻的部位會形成較大(dà)的壓應力。玻璃被不均的加熱和冷卻(què)是應力斑產生的主要原(yuán)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(jiā)各項因素,加強工藝控製,嚴格遵(zūn)守操作規程才可以(yǐ)減(jiǎn)少應(yīng)力(lì)斑的產生。
鋼化(huà)玻璃產生應(yīng)力斑的其它因素
1.觀察角度
之所以我們能看到應(yīng)力斑,是由於可見光波段 的(de)自(zì)然光通過玻璃時發生了偏振,光線從玻璃(透明(míng)介(jiè)質)的表麵以某一角度反射時,就有部分光(guāng)線發生了偏振,同樣透過玻璃的折射光也有部分發生偏振,當光(guāng)線的入射角的正切(qiē)值與玻璃的折射率相等時反射偏振(zhèn)達到最大值。玻璃的折射率(lǜ)為1.5,反射偏振最大入射角為56度,即光線以56度的入(rù)射角從玻(bō)璃表麵所反射的光(guāng)幾乎全部是偏振光。對鋼化玻(bō)璃,我們看到的反射光是(shì)從兩個各為4%反射率的表麵(miàn)反射的,離(lí)我們較遠的第二表麵的反射光(guāng)經過了存在應力玻璃,這部分光與(yǔ)離我們較近的第(dì)一表麵的反射光在玻璃表(biǎo)麵發生幹涉就產生了彩色斑紋,因此在以(yǐ)入射(shè)角56度(dù)觀察(chá)玻璃時應力版最明(míng)顯。同樣的道理(lǐ)對於鋼化(huà)中空玻璃由於反射麵較多偏振光也較多,對於有同樣應力不均水(shuǐ)平的(de)鋼化玻璃,我們看到的應力斑更清楚(chǔ),顯(xiǎn)得應力斑更重。
2.玻璃厚度
由(yóu)於光線在不同厚度的玻璃(lí)中傳播,厚度越大光程越長,光線發生偏振的機會就越多(duō),因此(cǐ)對(duì)同樣(yàng)應力水(shuǐ)平的玻璃,厚度越大,應(yīng)力斑(bān)的顏(yán)色越重。
3.玻璃品種
玻璃的品種不同,對同樣應力水平的玻璃(lí)產生應力斑的效果(guǒ)不(bú)同,如硼矽酸鹽玻璃相對鈉鈣(gài)玻璃應(yīng)力(lì)斑(bān)顏色會顯得輕一些。
總結:
對於鋼(gāng)化玻(bō)璃由於其增強(qiáng)原理的特殊(shū)性,完(wán)全消除應力斑難度很大,但通過選用先進設備,合理的(de)控製生產工藝,是可以加少(shǎo)應力斑產生的,能(néng)夠達到不影響美觀效果的程度。