背景

　　物理鋼化玻璃發明于20世紀30年代，開始是采用垂直吊掛式鋼化爐生產的，1975年在芬蘭出現第一臺水平輥道式鋼化爐，化學鋼化玻璃發明于1966年，經過多年的發展，鋼化玻璃的產量及應用已有一定規模。通過物理或化學的方法對玻璃進行鋼化處理后，玻璃表面形成壓應力層，而玻璃中部是拉應力層，正是由于應力的存在，鋼化玻璃具有強度高、承載能力大、抗沖擊性強等優點，現已經廣泛應用于建筑玻璃、防火玻璃、汽車機車航空玻璃、太陽能光伏光熱玻璃、光電顯示玻璃等各個領域。鋼化玻璃的各項性能與其表面應力及內部應力有關，所以為確保鋼化玻璃達到各種情況的加工及使用要求，需要對鋼化玻璃的表面應力和板厚應力進行準確的測量。　

0１由于鋼化玻璃是不可裁切的，所以傳統的加載法、盲孔法等破壞性的應力測量方法并不適用于鋼化玻璃。目前鋼化玻璃的應力測量方法主要有光波導法與激光偏振散射法。光波導法利用浮法玻璃表面錫擴散層的光波導效應對表面應力進行測量，所以只能從錫面測量表面應力，不適用于浮法玻璃的空氣面和沒有錫面的鋼化玻璃，當中空玻璃、夾膠玻璃等玻璃成品與已安裝的鋼化玻璃的錫面在無法測量的位置時，該方法也無法測量其表面應力，并且該方法不能測量鋼化玻璃板厚方向的應力分布。激光偏振散射法進行測量則不存在上述局限性，使用該方法能夠直接獲得鋼化玻璃的表面應力及板厚方向復雜的應力分布，對于多種玻璃均可有效測量，適用范圍更廣泛，可以快速準確地對已安裝的鋼化玻璃進行現場檢測。

《玻璃應力測量方法—激光偏振散射法》標準（以下簡稱《標準》）的編制將對促進我國鋼化玻璃產業的發展起到積極作用，對規范行業應用及應力檢測數值的一致性比對具有重要意義。

02與國內已有相關標準的比對

已有相關國家標準有GB/T 36405-2018《平板玻璃應力檢測方法》和GB/T 18144-2008《玻璃應力測試方法》。由圖1可知，GB/T 36405是退火后普通平板玻璃殘余板面應力與板厚應力的檢測方法，是檢測鋼化之前平板玻璃原片質量的方法，適用對象不屬于鋼化玻璃類產品范圍，測量方法、測量參數及參數量值范圍均與《標準》不同，僅為玻璃應力標準體系中的相關標準之一。

圖1 GB/T 36045-2018標準的范圍

GB/T 18144中的光波導法也可測量鋼化玻璃的表面應力，但是由圖2可知，GB/T 18144中表面應力測量方法的適用范圍僅限于鋼化后的浮法工藝玻璃的測量，且該方法必須在錫面側進行表面應力測量，不適用于浮法玻璃的空氣面和非浮法工藝生產的玻璃（如：光伏行業的壓花玻璃、溢流法的電子玻璃、深加工拋光玻璃等），也不適用于玻璃的錫面位于不便測量位置情況下的鋼化玻璃成品及已安裝的鋼化玻璃（如：錫面位于腔體內的中空玻璃、錫面位于夾膠層的夾膠玻璃等）。

　　GB/T 18144中的光波導法是利用浮法玻璃錫擴散層的光波導效應來進行表面測量的，如圖3所示，平行光以臨界角入射至玻璃與棱鏡的交界面，由于玻璃表面存在應力，光線分解成為兩個振動面相互垂直的矢量光，這兩束光在浮法玻璃的錫擴散層中傳播速度不同，因此以不同的全反射角折射到棱鏡，通過分析干涉圖像即可獲得表面應力。光線并不能沿厚度方向穿過玻璃，該方法不能測量玻璃厚度方向應力分布，僅能測量浮法鋼化玻璃錫面的表面應力測量。《標準》適用于以上提及的所有類型玻璃的表面應力測量，在兼具表面應力測量的同時還解決了玻璃厚度方向應力分布的測量問題。

圖3 光波導法測量玻璃表面應力時的光學示意圖

（圖片來源：GB/T 18144-2008《玻璃應力測試方法》）
03《標準》的適用范圍

《標準》的適用對象為以鈉鈣硅平板玻璃及壓花玻璃、硼硅酸鹽平板玻璃作為原片制成的鋼化、半鋼化玻璃的表面應力和板厚方向應力分布，以及外力引起的玻璃應力的實驗室及現場測量，玻璃測量表面不受限于錫面和非錫面。涉及建筑用鋼化玻璃、汽車用鋼化玻璃、光伏用鋼化玻璃、電子玻璃、家居家電用玻璃等具體產業，適用范圍更廣，可以滿足各種類型鋼化玻璃的應力檢測。

04《標準》的制定目的

鋼化玻璃年產量及應用呈現增加態勢，現已經廣泛應用于建筑玻璃、光伏用壓花玻璃等各個領域，對于已安裝的外露面為空氣面的鋼化玻璃，以及非浮法工藝生產的玻璃，無法按現有標準進行質量監督，存在一定的安全隱患。另外，鋼化玻璃內部零應力層的位置，決定了玻璃安全性能的高低。玻璃內部兩個零應力層之間的厚度越寬，中間張應力峰值就越低，雜質（主要為硫化鎳）引起玻璃自爆的風險就越小，玻璃安全性越高。對玻璃厚度方向應力分布的測量，是分析零應力層位置的有力手段，可以用于判斷玻璃安全性能等級，有利于排除玻璃自爆的安全隱患，但現有的標準也無法測量鋼化玻璃板厚方向的應力分布，不能滿足行業需求。
《標準》中方法科學合理、操作快捷、且適合各種鋼化玻璃品種的應力的現場及實驗室測量，能夠解決現行標準測量范圍窄，方法單一，不能滿足行業需求的問題，現在已被鋼化玻璃行業較為廣泛使用，但國內外并沒有相關標準，只有適用于該方法儀器的ASTM校準方法標準，國內檢測實驗室在使用該方法時無標準可依，不利于相關行業的發展。《標準》的制定將使鋼化玻璃及應力儀的生產方與使用方、各玻璃應力檢測實驗室均有統一的標準可依，對規范行業應用、避免劣質鋼化玻璃流入市場、淘汰落后產能等都有重要意義。

05符合《標準》的儀器

市面上符合《標準》的常見儀器有深圳東儀精工設備有限公司生產的SSM－II玻璃應力儀，該儀器小巧便攜、測量速度快，儀器外觀見圖6。

SSM－II玻璃應力儀

SSM－II玻璃應力儀包裝圖