分析了鋼化玻璃產(chǎn)生應(yīng)力斑的原理，論述了鋼化玻璃生產(chǎn)過程中導致應(yīng)力斑產(chǎn)生的工藝原因，介紹了影響應(yīng)力斑視覺效果觀察入射角、玻璃厚度等非玻璃本身因素。
當人們在某種照明條件下，以一定的距離和角 度觀察鋼化玻璃時，在鋼化玻璃表面會看一些分布不十分規(guī)則的帶有顏色的斑紋，這種帶顏色的斑紋即我們通常所說的“應(yīng)力斑”，應(yīng)力斑的存在雖然不影響玻璃的反射效果（沒有反射失真），也不影響玻璃的透射效果（不會影響分辨率，也不會產(chǎn)生光學變形）。它是所有鋼化玻璃都具有的一個光學特性，不是鋼化玻璃的質(zhì)量問題或質(zhì)量缺陷，但鋼化玻璃作為安全玻璃應(yīng)用越來越廣泛，人們對玻璃的外觀效果要求越來越高，特別是作為大面積幕墻應(yīng)用時鋼化玻璃應(yīng)力斑的存在會給玻璃的外觀帶來不利影響，甚至影響到建筑物的整體美觀效果，所以人們對應(yīng)力斑的關(guān)注越來越強烈。
1應(yīng)力斑產(chǎn)生的原因
所有透明材料都可以劃分為各向同性材料和各項異性材料。當光線通過各向同性材料時，光的速度在所有方向都一樣，出射光與入射光沒有變化，退火良好的玻璃就屬于各向同性材料。當光線通過各項異性材料時，入射光分成兩種以不同的速度且具有不同的路程的射線，出射光與入射光發(fā)生變化，退火不良的玻璃包括鋼化玻璃就屬于各向異性材料。作為各項異性材料的鋼化玻璃，產(chǎn)生應(yīng)力斑的現(xiàn)象可以用光彈原理進行解釋：當一束偏振光通過 鋼化玻璃時由于玻璃內(nèi)部存在著*應(yīng)力（鋼化應(yīng)力），這束光會分解為兩束傳播速度不同的偏振光，即快光和慢光，又稱雙折射現(xiàn)象。當某一點形成的兩束光與在另外某一點形成的光束相交時，由于光傳播速度的不同在光束相交點存在著相位差，這一點上兩束光就會產(chǎn)生干涉現(xiàn)象，當兩束光振幅方向相同時，光強加強，產(chǎn)生亮視場，即亮斑；當光振幅方向相反時，光強減弱，產(chǎn)生暗視場，即暗斑。只要在鋼化玻璃的平面方向上存在應(yīng)力分布不均勻就會產(chǎn)生應(yīng)力斑。
此外玻璃表面的反射作用使反射光和透射均發(fā)生一定的偏振效果，進入玻璃內(nèi)部的光實際上是帶有偏振效果的光，這就是為什么會看到明暗相間的條紋或斑紋的道理。
2鋼化玻璃產(chǎn)生應(yīng)力斑的工藝因素
2.1 加熱因素
玻璃在進行淬火前平面方向上存在加熱不均。加熱不均的玻璃在進行淬火冷卻后，溫度高的區(qū)域?qū)a(chǎn)生壓應(yīng)力較小、溫度低的區(qū)域?qū)a(chǎn)生壓應(yīng)力較大，加熱不均會使玻璃表面上產(chǎn)生分布不均的壓應(yīng)力。導致加熱不均的因素主要有加熱器的功率存在差異，加熱功率大的區(qū)域溫度高，加熱功率小的區(qū)域溫度低；加熱器故障不能正常加熱；溫度傳感器失靈或校準不；溫度設(shè)定不合理，爐體的邊部有較多散熱，溫度設(shè)定應(yīng)略高于中部，玻璃中間吸熱多于邊部，中間相對邊部溫度略高，這些因素為在設(shè)定中如未加體現(xiàn)將導致加熱不均；玻璃碼放不合理，由于輥道為熱的不良導體，如反復使用某一區(qū)域會導致該區(qū)域溫度降低而未放玻璃的區(qū)域，該區(qū)域溫度相對較高，下一批玻璃在此區(qū)域加熱時溫度相對較高；加熱爐密封不良，出現(xiàn)局部散熱較多致使溫度不均等。
2.2冷卻因素
玻璃的鋼化過程為加熱后進行急冷，冷卻過程與加熱過程對鋼化應(yīng)力的形成同樣重要。玻璃在進行淬火前平面方向上存冷卻不均與出現(xiàn)加熱不均一樣，也會導致應(yīng)力不均。冷卻強度大的區(qū)域形成的表面壓應(yīng)力大，冷卻強度小的區(qū)域形成的壓應(yīng)力小，冷卻不均會使玻璃表面上產(chǎn)生分布不均的應(yīng)力。導致冷卻不均的因素主要有風機風嘴分布不合理，風嘴間隙不均，使玻璃表面的風壓分布不均，玻璃表面冷卻不均；風嘴堵塞，部分風嘴不能正常送風；輥道導熱能力過大，與輥道接觸的部位被迅速冷卻，先被冷卻的部位會形成較大的壓應(yīng)力。玻璃被不均的加熱和冷卻是應(yīng)力斑產(chǎn)生的主要原因，只由在鋼化爐設(shè)計和造作使用中，找出影響加熱和冷卻不均加各項因素，加強工藝控制，嚴格遵守操作規(guī)程才可以減少應(yīng)力斑的產(chǎn)生。
3鋼化玻璃產(chǎn)生應(yīng)力斑的其它因素
3.1 觀察角度
之所以我們能看到應(yīng)力斑，是由于可見光波段 的自然光通過玻璃時發(fā)生了偏振，光線從玻璃（透明介質(zhì)）的表面以某一角度反射時，就有部分光線發(fā)生了偏振，同樣透過玻璃的折射光也有部分發(fā)生偏振，當光線的入射角的正切值與玻璃的折射率相等時反射偏振達到大值。玻璃的折射率為1。5，反射偏振大入射角為56。，即光線以56o的入射角從玻璃表面所反射的光幾乎全部是偏振光。對鋼化玻璃，我們看到的反射光是從兩個各為4％反射率的表面反射的，離我們較遠的第二表面的反射光經(jīng)過了存在應(yīng)力玻璃，這部分光與離我們較近的*表面的反射光在玻璃表面發(fā)生干涉就產(chǎn)生了彩色斑紋，因此在以入射角56。觀察玻璃時應(yīng)力版明顯。同樣的道理對于鋼化中空玻璃由于反射面較多偏振光也較多，對于有同樣應(yīng)力不均水平的鋼化玻璃，我們看到的應(yīng)力斑更清楚，顯得應(yīng)力斑更重。
3.2玻璃厚度
由于光線在不同厚度的玻璃中傳播，厚度越大光程越長，光線發(fā)生偏振的機會就越多，因此對同樣應(yīng)力水平的玻璃，厚度越大，應(yīng)力斑的顏色越重。
3.3玻璃品種
玻璃的品種不同，對同樣應(yīng)力水平的玻璃產(chǎn)生應(yīng)力斑的效果不同，如硼硅酸鹽玻璃相對鈉鈣玻璃應(yīng)力斑顏色會顯得輕一些。
4結(jié) 語
對于鋼化玻璃由于其增強原理的特殊性，*消除應(yīng)力斑難度很大，但通過選用先進設(shè)備，合理的控制生產(chǎn)工藝，是可以加少應(yīng)力斑產(chǎn)生的，能夠達到不影響美觀效果的程度。
