薄玻璃物理鋼化抗沖擊性能研究

引言為了保證冰雹自然狀態(tài)下沖擊光伏玻璃不破碎，必須確保光伏玻璃有較好的抗沖擊性能。目前比較常見的增強(qiáng)玻璃強(qiáng)度的方法是將玻璃鋼化。物理鋼化相比化學(xué)鋼化法經(jīng)濟(jì)，本次實(shí)驗(yàn)采用物理鋼化法。本文通過調(diào)整鋼化爐相關(guān)參數(shù)與使用不同窯爐的原片來研究2.5mm鋼化玻璃抗沖擊性能的影響因素。結(jié)果與討論（1）加熱時(shí)間的影響。鋼化爐其它參數(shù)不變，將加熱時(shí)間分別設(shè)置成110s、115s、117s、120s測試相關(guān)性能。不同加熱時(shí)間的測試結(jié)果如表1所示。表1不同加熱時(shí)間測試結(jié)果由表1可知加熱時(shí)間越長波形越大，落球也越好。最好的結(jié)果為落球6破2，其波形為0.5mm。這是因?yàn)榧訜釙r(shí)間越長，玻璃內(nèi)外溫度越高，溫度越高越有利于玻璃的應(yīng)力松弛。因我司波形要求控制在小于0.5mm，所以后續(xù)實(shí)驗(yàn)將玻璃波形控制在0.4mm。（2）溫度的影響。為使玻璃中心溫度盡可能高而又使玻璃外部溫度不至于過高，設(shè)置了山形加熱曲線與傳統(tǒng)的爬坡曲線進(jìn)行對比。通過調(diào)節(jié)加熱時(shí)間控制波形度相同，其余工藝相同。不同加熱曲線的測試結(jié)果如表2所示。由表2可知，山形加熱曲線落球結(jié)果優(yōu)于爬坡曲線，但是工藝并不穩(wěn)定。表2不同加熱曲線測試結(jié)果（3）玻璃間距的影響。以8片/min進(jìn)爐節(jié)拍調(diào)整玻璃間距，其余參數(shù)不變，不同玻璃間距的測試結(jié)果如表3所示。未發(fā)現(xiàn)玻璃間距與抗沖擊性能有明顯關(guān)系。表3不同玻璃間距測試結(jié)果（4）鋼化次數(shù)對抗沖擊性能的影響。以爬坡曲線工藝生產(chǎn)，進(jìn)40片玻璃，第15～20片玻璃測試。取20片鋼化后的玻璃再次放入鋼化爐，工藝不變，取后6片玻璃測試。不同鋼化次數(shù)的結(jié)果如表4所示。表4不同鋼化次數(shù)測試結(jié)果由表4可知，一次鋼化應(yīng)力大于二次鋼化應(yīng)力，但落球結(jié)果較二次鋼化結(jié)果差，且發(fā)現(xiàn)二次鋼化后長度縮短2mm，寬度縮短1mm，厚度基本不變。因此二次鋼化落球結(jié)果好于一次鋼化的原因可能是二次鋼化后密度高于一次鋼化后的密度，也有可能是二次鋼化后玻璃表面微裂紋在第一次鋼化收縮的基礎(chǔ)上再次收縮。（5）出爐速度對抗沖擊性能的影響。按爬坡曲線生產(chǎn)，出爐速度設(shè)置不同，其余參數(shù)不變。不同出爐速度的測試結(jié)果如表5所示。表5不同出爐速度測試結(jié)果由表5可知，出爐速度與落球無明顯關(guān)系，但對波形的影響較大，波形最小為0.3mm時(shí)玻璃出爐速度為650mm/s；波形最大為0.45mm其出爐速度為750mm/s。總體是先減小后增大的趨勢。（6）風(fēng)壓對抗沖擊性能的影響。按爬坡曲線生產(chǎn)，調(diào)整高壓段風(fēng)壓其余參數(shù)不變。不同風(fēng)壓的測試結(jié)果如表6所示。表6不同風(fēng)壓測試結(jié)果由表6可知，最適合的風(fēng)壓為19kPa，其應(yīng)力為104.6MPa。整體趨勢是隨著風(fēng)壓增大落球變好，大到某一程度后落球變差，此結(jié)果與劉志海等描述相吻合。據(jù)翟守元的研究鋼化玻璃外表面最大壓應(yīng)力是其中心面最大張應(yīng)力的兩倍。玻璃表面壓應(yīng)力越大則中心所受張應(yīng)力越大，而玻璃抗張能力較差導(dǎo)致落球結(jié)果較差。（7）原片均勻性的影響。采用料方相同、窯爐不同的3種原片（分別記為A、B、C）進(jìn)行條紋檢測，檢測結(jié)果如圖1所示。原片落球結(jié)果如表7所示。圖1玻璃條紋檢測圖表7原片測試結(jié)果從表7中可以看出，落球結(jié)果A好于B好于C。從圖1中可以看出，A玻璃的端面條紋缺陷最少,即均勻性最好，其次是B玻璃，C玻璃的條紋缺陷最多。結(jié)合表9與圖3可知，條紋缺陷越少，落球結(jié)果越好。結(jié)論通過用不同原片與調(diào)整鋼化爐相關(guān)參數(shù)并用塞尺、應(yīng)力儀和鋼球等工具測量了相關(guān)性能，研究了抗沖擊性能的影響因素。發(fā)現(xiàn)：（1）加熱時(shí)間越長抗沖擊性能越好；山形高溫曲線抗沖擊性能較好，但穩(wěn)定性較差；溫度越高抗沖擊性能越好，但對鋼化爐損害較大；（2）玻璃間距對抗沖擊性能影響較??；出爐速度對抗沖擊性能影響較小但對波形影響較大；（3）二次鋼化抗沖擊性能優(yōu)于一次鋼化，但尺寸會(huì)發(fā)生