我們?cè)谏钪谐Ｒ姷匿摶ＡВ袷謾C(jī)屏幕、汽車玻璃、建筑幕墻等，雖然外表看起來和普通玻璃沒什么兩樣，其實(shí)內(nèi)部卻蘊(yùn)藏著“看不見的力量”——表面應(yīng)力。正是這種應(yīng)力，讓玻璃變得更強(qiáng)、更安全。但問題是，這種力量我們?nèi)庋蹮o法看到，怎么知道鋼化效果到底好不好?這就要用到一個(gè)專業(yè)設(shè)備：表面應(yīng)力測(cè)試儀。

那么，這種儀器是如何“看到”玻璃內(nèi)部的應(yīng)力的?它的工作原理究竟是什么?今天我們來講清楚這個(gè)問題。

一、什么是表面應(yīng)力？

要理解測(cè)試儀的原理，首先要搞懂什么是表面應(yīng)力。簡(jiǎn)單來說，鋼化玻璃在制造過程中會(huì)先加熱到高溫，然后快速冷卻。由于冷卻時(shí)表面比內(nèi)部冷得快，導(dǎo)致玻璃表面“被壓著”，內(nèi)部“被拉著”，形成了一個(gè)穩(wěn)定的應(yīng)力場(chǎng)。

這種“外壓內(nèi)拉”的結(jié)構(gòu)，大大提高了玻璃的強(qiáng)度和抗沖擊性。但如果應(yīng)力不達(dá)標(biāo)，玻璃就可能不夠堅(jiān)固，甚至在沒有外力時(shí)自爆。所以，了解應(yīng)力值非常重要。

二、表面應(yīng)力測(cè)試儀是如何測(cè)量的？

目前主流的表面應(yīng)力測(cè)試儀大多是基于光學(xué)原理設(shè)計(jì)的，尤其是利用了光在玻璃中傳播時(shí)的雙折射現(xiàn)象。

雙折射，是一種光學(xué)現(xiàn)象，當(dāng)一束光進(jìn)入有應(yīng)力的透明介質(zhì)(比如鋼化玻璃)時(shí)，會(huì)被分裂成兩束傳播速度不同的光。這兩束光在離開玻璃后會(huì)發(fā)生干涉，我們可以通過分析干涉現(xiàn)象來反推玻璃內(nèi)部的應(yīng)力狀態(tài)。

而表面應(yīng)力測(cè)試儀的核心步驟，就是：

第一步：投射偏振光

測(cè)試儀會(huì)發(fā)出一束偏振光，也就是振動(dòng)方向被限制的光。這種光射入玻璃后，遇到應(yīng)力不均時(shí)就會(huì)發(fā)生雙折射，分成兩束偏振方向垂直的光。

第二步：光在玻璃中傳播

光在玻璃中傳播時(shí)，由于應(yīng)力的存在，兩束光的傳播速度不同，走出的路徑也就略有差異，從而產(chǎn)生相位差。

第三步：干涉分析

通過測(cè)試儀內(nèi)的分析模塊(通常包括檢偏器和成像系統(tǒng))，可以看到兩束光疊加后的干涉圖樣。不同的應(yīng)力分布，會(huì)導(dǎo)致不同的相位差，從而在干涉圖中呈現(xiàn)出明暗相間的條紋或顏色變化。

第四步：計(jì)算應(yīng)力值

儀器通過對(duì)干涉圖像的分析，結(jié)合光的波長、玻璃的折射率和厚度等參數(shù)，運(yùn)用特定的計(jì)算公式，得出玻璃表層的應(yīng)力大小以及應(yīng)力層的深度(即壓應(yīng)力層深度，簡(jiǎn)稱DOL)。

三、常見的兩種測(cè)量方式

市面上的測(cè)試方式主要有兩種：

光學(xué)反射法：適用于透明和半透明的玻璃表面，測(cè)量時(shí)不需要切割樣品，非破壞性強(qiáng)。

化學(xué)蝕刻法（輔助方式）：用于更精細(xì)的應(yīng)力分析，需要對(duì)玻璃樣本進(jìn)行一定處理，破壞性較強(qiáng)，常用于實(shí)驗(yàn)室驗(yàn)證。

光學(xué)法因?yàn)椴僮骱?jiǎn)單、結(jié)果直觀，成為最常用的方式。

四、為什么說它重要？

表面應(yīng)力測(cè)試不僅能判斷鋼化玻璃的安全性能，還能幫助企業(yè)改進(jìn)工藝，提升產(chǎn)品良率。在一些國家和行業(yè)中，鋼化玻璃的表面應(yīng)力還被列為強(qiáng)制檢測(cè)項(xiàng)目。如果不符合標(biāo)準(zhǔn)，玻璃不能出廠或用于工程項(xiàng)目。

此外，對(duì)于一些存在“自爆風(fēng)險(xiǎn)”的玻璃批次，表面應(yīng)力測(cè)試也是發(fā)現(xiàn)潛在問題的有效手段。

五、總結(jié)一下

表面應(yīng)力測(cè)試儀本質(zhì)上是利用光的偏振和干涉原理，通過分析光在玻璃中的傳播變化，來“看見”肉眼無法觀察到的內(nèi)部應(yīng)力。它的應(yīng)用雖看似冷門，卻廣泛存在于建筑、交通、電子等多個(gè)領(lǐng)域，是保障現(xiàn)代玻璃安全性能不可或缺的工具。

所以，下次你再看到手機(jī)屏幕碎成滿滿“網(wǎng)格”，別忘了：那些你看不見的應(yīng)力，其實(shí)早就在玻璃中起了作用。而我們現(xiàn)在有了工具，可以真正測(cè)出來。