ICS 81.040.01 Q 33 中华人民共和国国家标准 GB/T 36405—2018 平板玻璃应力检测方法 Test method for stress in flat glass 2019-05-01实施 2018-06-07发布 国家市场监督管理总局 发布 中国国家标准化管理委员会 GB/T36405—2018 前言 本标准按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。 本标准由中国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：中国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）、中国建筑 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、张喆民、吴筱、黄建斌、李新刚、李垚、李虎、杨伟、徐江、阮洪良、高峰、 何世猛、李军生、周群、沈敏奇、温汉平、桑路明、孟彩清、李根。 1 GB/T36405—2018 平板玻璃应力检测方法 1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。 2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 3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 interior stress SAC 板厚应力 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 polarizer 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 birefringenceopticalpathdifference 双折射光程差 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。 4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。 1 GB/T36405—2018 0光 入射光 光 有应力的戒璃 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0光和异常光e光，两者光能量之和等于入射光的总光能量。其中o光在有应力的玻 璃中的传播速率与入射角无关，e光的传播速率随入射角大小和玻璃内应力的性质变化 当人射光与玻璃的应力方向成直角时，0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，0光与e光的速率差趋向于零。因而，只有在入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0光的折射率，即e光在有压应力的玻璃中传播的速率大于0光。玻璃中的应力越大， e光的传播速率变化也越天，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： △=d(n。-n。)X106 .......(1) 式中： △一—双折射光程差，单位为纳米（nm）； d一一光在玻璃中传播的距离，单位为毫米（mm）； ne异常光e光的折射率； n。—寻常光o光的折射率。 一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 折射光程差和相位差之间的关系为： △=2元 ....(2) 式中： —被测玻璃样品的相位差测量值，单位为弧度（rad)； 入——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 1 ......( 3) 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)； C——被测玻璃的应力光学常数，单位为每兆帕(MPa-1)； d一一光在玻璃中传播的距离，单位为毫米（mm）。 2 GB/T 36405—2018 5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，入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P2的主方向相互正交，且与参考坐标系轴成α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θ角。面阵相机D距检偏器P2一定距离，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α。 SZIC 入射光 出射光 D 说明： P1 起偏器； G 被测玻璃样品； P2 检偏器； D 一面阵相机。 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（α，y，α）由式（4)表示。 I(r,y,α) : [1- coso(r,y)]sin"[20(,y)-2α] (4) 4 式中： I(r,y,α) 光场图像信号强度； I. 入射自然光强度，由标定得到； o(t,y) 被测样品的双折射相位差，单位为弧度（rad）； o(r.y) 被测样品的快轴f与参考坐标系x轴的夹角，单位为弧度（rad）； 起偏器与检偏器的同步转角。 a 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。 2[1,(α.y)-I,(t,y)J 8(r,y)=2sin .(5) Io 3 GB/T36405—2018 式中： I,(r,y) 面阵相机采集到的（.y）点处光强度峰值； I,(ry) 面阵相机采集到的（α，y）点处光强度谷值； I. 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。 50 OOT 150 200 250 300 350 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△（α，y）。 平板玻璃的板面应力按式（6）计算。 1 (r,y) = ....(6) 式中： o(r,y) 被测玻璃（r，y）点的应力，单位为兆帕（MPa）； A(r,y) 被测玻璃（a，y）点的双折射光程差，单位为纳米（nm）； C 被测玻璃的应力光学常数，单位为每兆帕（MPa-1），钠钙硅玻璃的应力光学常数取 2.6X10-MPa-; d 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： 4 GB/T36405—2018 a） 测量被测样片的厚度，精确到0.1mm； b) 开启应力检测仪，使起偏器与检偏器的主方向相互正交； c) 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 摆放； 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； e) 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。 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xy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P2正交，单色点光源经透镜准直成平 行光。被测玻璃