一种超薄玻璃弯曲性能测试系统及测试方法

技术领域

本发明属于玻璃制造技术领域，涉及一种超薄玻璃弯曲性能测试系统及测试方法。

背景技术

超薄玻璃具有普通玻璃的硬度、高透过率及稳定的机械和化学性能，同时具有可弯曲、质量轻、可加工的特点。同时，玻璃减薄可以减少原料使用量，重量轻，可以减少运输成本。超薄玻璃可以卷在辊子上，使玻璃储放和使用效率提高。玻璃的弯曲强度随着厚度的减小而增大，极限挠度的提高说明超薄玻璃具有更好的柔性。通常用弯曲半径来表征超薄玻璃的柔性或可弯曲性。为了满足加工工艺需求，超薄玻璃的临界弯曲半径需要被准确测量。传统玻璃材料弯曲性能测试方法（如三点和四点弯曲法、双环法等）是建立于玻璃脆性材料的小挠度变形基础上，而这些方法已经不适合超薄玻璃。

目前，申请号为202110667947.8的中国专利公布了一种超薄玻璃弯曲强度测试系统，虽然该系统也是采用两点弯曲法测试超薄玻璃弯曲性能，但由于其采集数据后采用经验公式拟合计算，结果与真实值存在明显误差。并且由于采用了平面压板的设计，其在压缩过程中同批次样品的有效长度也存在误差。

发明内容

本发明公开的目的是提供一种超薄玻璃弯曲性能测试系统及其测试方法，，该测试系统能够准确地对超薄玻璃的弯曲性能进行测试。

本发明采用了如下技术方案：

一种超薄玻璃弯曲性能测试系统，其特征在于该系统包括：

测试平台和设置于测试平台上的防护罩，在防护罩内的测试平台上安装有导轨，导轨上分别安装有相互平行的第一压板和第二压板,第一压板固定在防护罩一侧的导轨上，防护罩另一侧的测试平台上设置驱动装置，第二压板连接于驱动装置传动杆上，使第二压板可在导轨上水平移动，在第二压板和驱动装置的传动杆间安装有用于检测超薄玻璃压力的第一检测装置,同时在第一压板和第二压板上安装有红外接收器和红外发射器，所述第一检测装置、红外发射器及红外接收器分别与控制器电学连接，在防护罩外安装有可调节高度的数码相机，用于实时记录超薄玻璃样品变形轨迹。

进一步的，所述第一压板和第二压板中部分别设有对称的弧形的卡槽。第二压板和驱动装置的传动杆间安装有用于检测压力的第一检测装置，所述第一检测装置为压力传感器。

本发明还提供了一种超薄玻璃弯曲性能测试系统的测试方法，包括以下步骤：

a.将制备好的长条状超薄玻璃试样面向数码相机镜头的一边涂抹为黑色，便于相机识别，然后将试样两端分别卡置于第一压板和第二压板的卡槽中，在测试平台上放置垂直的钢尺，便于确定试样弯曲高度；

b.盖上透明防护罩，用一个试样试机，来确定大概弯曲断裂参数范围，通过升降装置调整数码相机的高度，使试样折断时的大致位置处于影像仪视野内；

c.正式测试时，设置试验装置挡板移动速度，移动系统带动第一压板和第二压板相向移动，试样受平行挡板挤压，不断向上弯曲，相机对试样弯曲过程拍摄与记录，当试样断裂时，移动系统停止运动，并返回到初始位置；

d.观察试样断裂时压力值是否与试机弯曲断裂参数出现严重偏差，如出现剔除此样品数据；

e.截取断裂前一刻的玻璃弯曲图片，使用软件进行描图得出拟合公式Y=AX

因为弯曲的玻璃是一条曲线，其形状可以用一个一元二次方程来表示，其中的ABC就是不同曲线的变量，这个通过描图软件都是可以得出的。这个方程的含义就是代表不同曲率的曲线方程。

本发明的优点在于：根据两点弯曲法测试超薄玻璃临界曲率半径用以表征柔韧性的方法，设计并构建该套实验装置，对超薄玻璃弯曲图像进行了拟合，准确的表征了超薄玻璃的弯曲性能。

附图说明：

图1是本发明系统的结构示意图；

图2是本发明的一种超薄玻璃弯曲性能的测量方法流程图。

1 测试平台，2 防护罩，3 导轨，4 第一压板，5 第二压板，6 驱动装置，7 第一检测装置，8 红外发射器，9 红外接收器，10 数码相机，11 超薄玻璃。

具体实施方式

参照图1所示，在水平移动的驱动装置6驱动第二压板5沿导轨3方向朝向第一压板4运动的过程中，设置于第一压板4和第二压板5之间的超薄玻璃11发生弯曲且弯曲程度逐渐变大直至超薄玻璃发生断裂；整个过程中，超薄玻璃双边卡在压板4、5的限位卡槽12内，从而有效地避免超薄玻璃相对压板运动。另外压板选用带有与超薄玻璃接触部位相似弧度的卡槽12，保证压缩时超薄玻璃样品的测试有效长度一致。

测试系统还包括第一检测装置7，第一检测装置用于检测驱动装置施加于第二压板5的压力值，从而可以对驱动装置施加于第二压板5的压力值进行检测。当超薄玻璃发生断裂时，该第一检测装置7也能够对驱动装置施加于压板5的最大压力进行检测。同时在测试同组样品时，也可以通过样品断裂时的压力值是否出现严重偏差来判断样品是否存在微裂纹等残次，保证测试结果准确性。所述第一检测装置、驱动装置都是本领域常规技术。

参照图1所示，测试系统还包括红外传感器装置，其用于检测测试样品距离。在第一压板和第二压板上分别安装红外接收器9和红外发射器8，且安装在同一水平线上。在超薄玻璃测试时可以有效地测量出压板4和压板5的距离，也即是超薄玻璃样品测试有效长度的距离。

另外，测试系统还包括控制器(未图示)，驱动装置、第一检测装置以及红外传感器均与控制器电连接，在超薄玻璃被压断时，控制驱动装置停止驱动压板5运动，并控制第一检测装置对压力值进行检测和红外传感器对距离进行检测。

在实施方式中，测试系统还包括数码相机10，安装于防护罩2外，高度可调，用于实时记录样品变形轨迹。测试时，将制备好的一定尺寸的长条状试样面（朝）向镜头的一边涂抹黑色，便于相机识别，然后将试样放于平行挡板之间，同时，在平行于试样的方向放置钢尺，便于确定弯曲高度；

此外，如图2所示，本公开另外还提供一种超薄玻璃弯曲性能的测量方法，其中该测量方法包括以下步骤：a.将制备好的长条状超薄玻璃试样面向数码相机镜头的一边涂抹为黑色，便于相机识别，然后将试样两端分别卡置于第一压板（4）和第二压板（5）的卡槽（12）中，在测试平台（1）上放置垂直的钢尺，便于确定试样弯曲高度；

b.盖上透明防护罩，用一个试样试机，来确定大概弯曲断裂参数范围，通过升降装置调整数码相机的高度，使试样折断时的大致位置处于影像仪视野内；

c.正式测试时，设置试验装置挡板移动速度，移动系统带动第一压板（4）和第二压板（5）相向移动，试样受平行挡板挤压，不断向上弯曲，相机对试样弯曲过程拍摄与记录，当试样断裂时，移动系统停止运动，并返回到初始位置；

e.截取断裂前一刻的玻璃弯曲图片，使用软件进行描图得出拟合公式Y=AX

因为弯曲的玻璃是一条曲线，其形状可以用一个一元二次方程来表示，其中的ABC就是不同曲线的变量，这个通过描图软件都是可以得出的。这个方程的含义就是代表不同曲率的曲线方程。

实例1中玻璃样品厚度为0.33mm，用激光裁切成长度500mm、宽度50mm的测试样品，边部进行研磨抛光处理，去除裁切痕迹以及边部较深的微裂纹。

实例2中超薄玻璃样品厚度分别为0.33mm，0.50mm，0.70mm用激光裁切成长度500mm、宽度50mm的测试样品，边部进行研磨抛光处理，去除裁切痕迹以及边部较深的微裂纹。