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钢化玻璃表面应力和钢化层深度测试方法

钢化玻璃表面应力和钢化层深度计算方法
1).调整测试仪,直到能够看到清晰的干涉条纹,并且视野内的上半部和下半部均有清晰条纹出现。

2).从显微镜镜头,分别读取干涉线A1、B1、C1和A2、B2、C2的位置,其中C1、C2位于明亮和黑暗区域的交界,如下图所示;在比例尺上的每个刻度代表0.1mm,在刻度盘上的每个刻度代表0.01mm,在视野内,A1、A2距离较远,B1、B2则在相邻位置,C1、C2则大概在同一位置,注意干涉带有可能叠加在C1、C2干涉线上
3).Y1、Y2线为于A1、A2线的左边,它们距离A1、A2的距离分别等于A1和B1之间,A2、和B2之间距离的90%。

※表面应力值P(MPa)=K2×(Y1-Y2)
其中K1:0.00078 (仪器灵敏度常数)
C:材料光弹性常熟(nm/cm)/(MPa)
K2:K1/C(MPa)/(mm)
钢化层厚度计算:
※表面应力层厚度(um)=0.26×N/√(no-ns)
其中N:显微镜视野的下半部,A1和C1之间的干涉条纹数。

no:玻璃表面折射率
ns:玻璃内部折射率
no-ns=K1×(Y1-C1)
一般浮法玻璃光弹性系数 C为:26.5
计算举例:
A1读数为:5.18㎜A2读数为:4.37㎜ B1读数为:4.26㎜ B2读数为:3.95㎜
C1读数为:2.56㎜C2读数为:2.56㎜ N=8.5条
Y1位置:(A1-B1)×0.9+A1=Y1→(5.18-4.26) ×0.9+5.18=6.01
Y2位置:(A2-B2)×0.9+A2=Y2→(4.37-3.95) ×0.9+4.37=4.75
C:试样光弹性常数=26.5(nm/cm)/(MPa)
K2=0.00078÷26.5=294 (MPa) /(mm)
※表面应力(MPa)=K2 × Y1Y2 (mm) =294 × (6.01-4.75)=294 × 1.26 =370.44(MPa)
N O-N S=0.00078 × (Y1-C1)=0.00078 × (6.01-2.56) =0.00269(mm)
※应力层厚度(μm)=0.265 × N÷√(N O-N S)
=0.265 × 8.5 ÷√0.00269
=0.265 × 8.5 ÷0.0519
=43.4 (μm)。

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