国家标准 GB/T36405一2018 平板玻璃应力检测方法 Testmethodforstressinflatglass 2018-06-07发布 2019-05-01实施国家市场监督管理总局发布国家标准化管理委员会国家标准
GB/36405一2018 前言本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草本标准由建筑材料联合会提出本标准由全国建筑用玻璃标准化技术委员会(SAC/TC255)归口本标准起草单位:建材检验认证集团秦皇岛有限公司(国家玻璃质量监督检验中心)、建筑第四工程局有限公司、台玻长江玻璃有限公司、华测检测认证集团股份有限公司、北京奥博泰科技有限公司、福莱特玻璃集团股份有限公司、福耀玻璃工业集团股份有限公司、佛山市顺德区质量技术监督标准与编码所、湖北省建筑科学研究设计院、四川恒固建设工程检测有限公司、东莞市华喜机电工程有限公司、河北润安建材有限公司、北京信远博恒检测科技有限责任公司、河北宏星检测技术服务有限责任公司本标准主要起草人:嵇书伟、张民、吴筏、黄建斌、李新刚、李连、李虎、杨伟、徐江、阮洪良、高峰、何世猛,李军生,周群,沈敏奇、,温议汉平,桑路明,孟彩清、李根
GB/36405一2018 平板玻璃应力检测方法范围本标准规定了平板玻璃应力检测的有关术语和定义、检测原理、应力检测方法和测试报告本标准的方法适用于退火平板玻璃板面应力和板厚应力的检测规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件 GB/T15764平板玻璃术语术语和定义 GB/T15764界定的以及下列术语和定义适用于本文件 3.1 板面应力planestress 玻璃成型后,在玻璃板面不同区域之间存在的永久张应力或压应力 3.2 板厚应力interiorstress 玻璃成型后,在板厚方向由于温度梯度造成的永久应力,其表面为压应力,中心区域为张应力 3.3 起偏器polarzer 置于光源与被检测样品之间,将自然光变成为有一定振动方向的平面偏振光的装置 3.4 检偏器analyzer 置于被检测样品与观察者之间,用于检偏的偏振装置， 3.5 双折射光程差birefrin ingeneoptiealpathdierenee 寻常光与异常光在同一存在应力的玻璃中传播时,单位长度上产生的行程差所折合成的在真空中传播的行程差检测原理玻璃是各向同性体,各方向的折射率相同如果玻璃中存在应力,各向同性的性质受到破坏,会引起折射率变化,两主应力方向的折射率不再相同,从而导致双折射,双折射引起光程差,光波双折射的程度与玻璃中所存在的应力大小成正比平板玻璃应力检测的原理是通过测量应力双折射来衡量玻璃中应力的大小
GB/T36405一2018 o光入射光 e光有应力的玻璃图1应力引起的光波双折射示意图如图1所示,当一束光垂直射人存在应力的玻璃时.这束光在玻璃中分解成两束振动方向互相垂直的偏振光:寻常光o光和异常光e光,两者光能量之和等于人射光的总光能量其中o光在有应力的玻璃中的传播速率与人射角无关,e光的传播速率随人射角大小和玻璃内应力的性质变化当人射光与玻聘的应力方向成直角时,o光与e光在玻璃中传播的速率差最大;当人射光与玻璃的应力方向一致时,o光与e光的速率差趋向于零因而,只有在人射光方向与应力方向不平行时才产生双折射现象玻璃受到单向张应力时,其光学性质如同单轴正晶体,e光的折射率大于o光的折射率即e光在有张应力的玻璃中传播的速率小于o光;玻璃受单向压应力时,光学性质如同单轴负晶体,e 光的折射率小于o光的折射率,即e光在有压应力的玻璃中传播的速率大于o光玻璃中的应力越大 e光的传播速率变化也越大,而o光的传播速率不变平行光垂直光轴通过晶片时,产生的双折射光程差最大,即光束方向对应于最大双折射方向对玻璃来说,垂直于光轴的方向就是垂直于玻璃的主应力方向以垂直于主应力方向测得的双折射光程差值来表征应力的大小双折射光程差由式(1)计算 A=dl(n ×10° 一na) 式中 -双折射光程差,单位为纳米(mn m; 光在玻璃中传播的距离,单位为毫米(mm); 异常光e光的折射率; 寻常光o光的折射率 1 -般难以对双折射光程差进行直接测量,而是对相位差进行测量进而计算得出双折射光程差双折射光程差4和相位差之间的关系为入 2得式中被测玻璃样品的相位差测量值,单位为弧度(rad); -测量光波的波长,单位为纳米(nm) 平板玻璃的应力按式(3)计算 ×A CX1o 式中检测点的应力,单位为兆帕(MPa); 检测点的双折射光程差,单位为纳米(nm); 被测玻璃的应力光学常数,单位为每兆帕(MPa-') 光在玻璃中传播的距离,单位为毫米(n mm
GB/36405一2018 应力检测方法 5.1板面应力检测方法 5.1.1检测装置检测板面应力的装置光学示意图见图2.人射的均匀自然光经起偏器P成为线偏振光.经被测玻璃样品G成为椭圆偏振光,再由检偏器P转变为线偏振光,最后由面阵相机D记录被测样品表面的光场信号起偏器P与检偏器P的主方向相互正交,且与参考坐标系r轴成a角,被测样品的快、慢轴方向分别为f、s,其中快轴f与参考坐标系?轴成0角面阵相机D距检偏器P一定距离,确保以小视场角对被测样品的干涉条纹实现成像被测样品G固定于光路中,起偏器P与检偏器P同步旋转,转角为a 入射光出射光说明起偏器; 被测玻璃样品; 检偏器" 面阵相机图2板面应力检测装置的光学示意图检测装置包含机电控制、数字图像采集、数字图像分析处理及计算等功能的测控软件用于测量、计算并显示板面应力分布图、板面应力平均值和最大值 5.1.2应力计算由面阵相机D记录的光场图像信号强度I(r,y,a)由式(4)表示 cos(Z,y)]sin[2(.r,y)一2a] 4 I(,y." 式中: I(工,y,a) 光场图像信号强度; 人射自然光强度,由标定得到; 被测样品的双折射相位差,单位为弧度(rad) d(.r,y 0.r -被测样品的快轴f与参考坐标系r轴的夹角,单位为弧度(rad) r,y 起偏器与检偏器的同步转角式(4)描述的信号为时间周期性信号,由测得的峰谷值按式(5)计算出被测样品的双折射相位差 12I.r,一I.r, 5 a(F,y =2sin
GB/T36405一2018 式中 1,(x,y -面阵相机采集到的(.r,y)点处光强度峰值; 面阵相机采集到的(.r,y)点处光强度谷值; 1,(x,y -同式(4. 利用面阵相机记录的序列数字图像,提取任一检测点(,y)的原始光强度测量数据,如图3所示 2o 10 o 20 50 150 250 300 350 转角/(' 图3某检测点的原始测量数据将原始测量数据进行正弦拟合,得到拟合曲线,由拟合曲线计算出光强度的峰谷值,按式(5)计算被测样品的双折射相位差,按式(2)计算双折射光程差A(ry) 平板玻璃的板面应力按式(6)计算微×(.r,y a(.ry Ca又10 式中 -被测玻璃(r,y)点的应力,单位为兆帕(MPa); a(.r,y 被测玻璃(r,y)点的双折射光程差,单位为纳米(nm); A(r,y 被测玻璃的应力光学常数,单位为每兆帕(MPa'),钠钙硅玻璃的应力光学常数取 2.6×10-"MPa'; 光在玻璃中传播的距离,单位为毫米(mm),取玻璃板厚实测值 5.1.3样品 5.1.3.1 样品制备 5.1.3.1.1生产线取样在平板玻璃有效板宽内,沿板宽方向,尽量多地切裁600mm×600mm的样品,按顺序编号并标记拉引方向 5.1.3.1.2成品取样随机抽取一片成品,沿同一方向或板宽方向尽量多地切裁600mm×600mm的样品 5.1.3.2样品处理清洗样品,保证表面洁净,无附着物 5.1.4检测区域的确定样品中部直径500mm为检测区域 5.1.5检测步骤检测步骤如下:
GB/36405一2018 测量被测样片的厚度,精确到0.1mm; a b 开启应力检测仪,使起偏器与检偏器的主方向相互正交将被测样品置于起偏器与检偏器之间,样品表面垂直于检测光路,各样片按拉引方向横向 c 摆放; d 按仪器使用规范,通过测控软件操作应力检测仪,完成检测区域的应力检测和计算按样品编号记录应力分布图及检测区域内各点的应力测量值 e 5.1.6检测结果表示 5.1.6.1板面应力分布图按式(6)计算被测样品检测区域内的应力值,在zy坐标平面上将应力值取绝对值,用灰度或彩色绘制被测样品板面应力分布 5.1.6.2板面应力平均值张应力和压应力均取正值,计算检测区域内应力的算术平均值 5.1.6.3板面应力最大值检测区域内应力绝对值的最大值 5.2板厚应力检测方法 5.2.1检测装置板厚应力检测装置的光学示意图见图4,起偏器P与检偏器P正交,单色点光源经透镜准直成平行光被测玻璃样品G为长条状,放置在P和P之间,人射平行光穿过样品的长边端面,被测玻璃的应力干涉图由面阵相机D的远心成像镜头成像在像面上设置起偏器P、检偏器P的偏振方向正交，被测玻璃样品的原板表面分别与P、,P成45"夹角样品检测位置示意图见图5 入射光准直透镜 D 出射光说明起偏器; 被测玻璃样品检偏器" P, 面阵相机图4板厚应力检测装置的光学示意图
GB/T36405一2018 检测位置入射光 20个像素对应区域图5样品检测位置示意图检测装置包含机电控制、数字图像采集、数字图像分析处理及计算等功能的测控软件,用于测量、计算并显示板厚应力分布图和板厚应力最大值 5.2.2光强标定保持起偏器P和被测样品G不动,将检偏器P的偏振方向调节至与样品长边平行的位置即0 位置),此时面阵相机检测到的光强分布关系式见式(7),式中I 与丁不需实际测量同一批次相同裁切尺寸的被测样品只需标定一次光强 r'(r,y)--1.T 式中 I'.a 相机检测到的光强分布; r,y -准直光束的人射光强; 被测样品沿人射方向的透射比 T 5.2.3相位差测量将检偏器P的偏振方向调节至与起偏器P正交的位置,此时面阵相机检测到的光强分布关系式见式(8) I(r,y)=一1.T[ cos(r,y) 式中 I(.r, 相机检测到的光强分布; .y 同式(7); T 同式(7); (r,y) -检测点的应力双折射相位差,单位为弧度(rad) 检测点的应力双折射相位差按式(9)计算 I(.r,y (.r,y=cos w,y 5.2.4应力计算按式(2)计算双折射光程差A(r,y) 各检测点的板厚应力按式(Io)计算 a(.x (10 ×4(r,y) .r,y 文Iw
GB/36405一2018 式中: 被测样品的应力值,单位为兆帕(MPa); a(.ry 被测玻璃的应力光学常数,单位为每兆帕(MPa-l),钠钙硅玻璃的应力光学常数取 2.6×10-"MPa 光在玻璃中传播的距离,单位为毫米(mm),取被测样品中部两抛光面间的距离实测值; 被测样品的双折射光程差,单位为纳米(nm) A(.r， 5.2.5板厚应力分布曲线式(10)中对于不同的y,分别在r方向样品中部取对应的20个相邻像素点,计算出对应各y值下的应力算术平均值的分布曲线a(y),并对(y)做平滑及拟合处理,y按玻璃板厚均匀取50个点,得到板厚应力分布曲线(y),如图6所示应力值/MPa 说明 -玻璃板厚,单位为毫米(mm) 图6某检测点的板厚应力分布曲线 5.2.6样品 5.2.6.1样品制备 5.2.6.1.1生产线取样 mm×25 在平板玻璃有效板宽内,沿板宽方向,以两边部为起终点,尽量多地切裁3001 mm的样品， 300mm方向为板宽方向,并按顺序编号,尽量保证玻璃有效板宽内都被取到 5.2.6.1.2成品取样 mm×25mm 随机抽取一片成品,沿板宽方向,以两边部为起终点,尽量多地切裁300 的样品 300mm方向为板宽方向,并按顺序编号 5.2.6.2 样品处理对样品的两个通光的长端面精磨并抛光,抛光面相互平行;清洗样品,保证表面洁净,无附着物 5.2.7检测步骤依照下列检测步骤,按样品编号顺序对样品进行测量并记录检测结果
GB/T36405一2018 a)测量被测样品中部两抛光面间的距离,精确到0.1mm 使检测装置进人待测初始状态; b 将被测样品置于起偏器与检偏器之间,抛光面与检测光路垂直 c D 通过测控软件完成应力检测和计算; 按样品编号记录检测结果 e 5.2.8检测结果表示 5.2.8.1板厚应力分布曲线取应力值的绝对值为横坐标,板厚方向为纵坐标,绘制板厚应力分布曲线 5.2.8.2板厚应力最大值检测区域张应力绝对值的最大值,注明张应力 6 测试报告报告应至少包括以下内容 a) 采用标准试样名称; b 试样来源 c) 试样编号 d e)试样厚度测试仪器 g)按样品编号记录的测试结果， h)测试温度; 测试人员测试日期审核人员 k

平板玻璃应力检测方法GB/T36405-2018

1. 应力检测方法简介

GB/T36405-2018是一份针对平板玻璃应力检测的标准，该标准规定了应力检测的方法、仪器设备要求、检测数据处理等内容。

2. 检测方法详解

（1）取样：按照所检测产品的尺寸和形状，选择代表性的样品进行取样。

（2）测试：将样品放在检测仪器上，通过测量获得样品不同位置处的应力值，并记录下来。

（3）数据处理：根据检测仪器测量得到的数据，进行数据处理和分析，得出样品中的应力分布情况。

3. 仪器设备要求

（1）检测仪器：应根据GB/T36405-2018标准规定选择符合要求的检测仪器，如平板玻璃应力计等。

（2）温度控制：检测室内环境应保持恒定的温度，以确保测试结果的准确性。

（3）加工设备：在取样过程中，需要使用切割和打磨机等设备对样品进行加工处理。

4. 结论

GB/T36405-2018是一份行业内广泛认可的平板玻璃应力检测标准，其方法和技术已经被广泛应用于玻璃制品生产领域。通过该标准的应用，可以有效地保证产品质量和安全性，提高企业竞争力。