TCVN10760:2015

Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 10760:2015 về Kính phẳng tôi hóa - Phân loại và phương pháp thử TIÊU CHUẨN QUỐC GIA TCVN 10760 : 2015 KÍNH PHẲNG TÔI HÓA - PHÂN LOẠI VÀ PHƯƠNG PHÁP THỬ Chemically strengthened glass - Classi f ication and test method Lời nói đ ầ u TCVN 10760:2015 được xây dựng d ựa tr ê n cơ s ở tham khảo ASTM C1422/C1422M - 10 Standard Speci f ication for C hemically Strengthened Flat Glass . ( Tiêu chuẩn kỹ thuật dành cho kính phẳng tôi hóa). TCVN 10760:2015 do Viện Khoa học và Công nghệ Mỏ - Luyện kim biên soạn, Bộ Công thương đề nghị, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng th ẩ m định, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố. KÍNH PHẲNG TÔI HÓA - PHÂN LOẠI VÀ PHƯƠNG PHÁP THỬ Chemically strengthened glass - Classi f ication and test method 1. Phạm vi áp dụng Tiêu chuẩn này quy định yêu cầu về phân loại và phương ph á p thử đối vớ i sản phẩm k í nh phẳng đã được tôi hóa sử dụng trong xây dựng, giao thông và trong những ứng dụng đặc biệt khác như máy sao chép quét, các đĩa máy tính và màn hình phẳng, màn hình cảm ứng. Tiêu chuẩn này không áp dụng cho các sản ph ẩ m kính gia công theo kỹ thuật như cấy ion, khử kiềm, gia cường ă n mòn và phủ men. Việc phân loại sản phẩm k í nh tôi hóa dựa trên các phép đo trong phòng thử nghiệm về ứng suất nén bề mặt và độ sâu lớp ứng suất, không phân loại dựa trên mô đun phá hủy. 2. Tài liệu viện dẫn Các tài liệu viện dẫn sau đây là cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với các tài liệu viện dẫn ghi năm công bố thì áp dụng bản được nêu. Đối với các tài liệu viện dẫn không ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản mới nhất, bao g ồ m cả các sửa đổi, bổ sung (nếu có). ASTM C978 Standard Test Method for Photoelastic Determination of Residual Stress in a Transparent Glass Matr i x using a polar iz ing Microsope and Optical Retardation Compensation Procedures (Phương pháp thử xác định ứng suất tồn tại trong nền k í nh trong suốt bằng phương pháp quang đ à n hồi sử dụng kính hiển vi phân cực và quy trình bù chậm quang); ASTM C1279 Standard Test Method for Non-Destructive Photoelastic Measurement of Edge and Sur f ace Stresses in Annealed, Heat-Strengthened, and Fully Tempered Flat Glass (Phương pháp thử xác định ứng suất bề mặt và ứng su ấ t cạnh của k í nh bằng phương pháp quang đàn hồi không phá hủy sản ph ẩ m); 3. Thuật ngữ và định nghĩa Trong tiêu chu ẩ n này sử dụng các thuật ngữ và định nghĩa sau: 3.1. Kính tôi hóa (Chemically strengthened glass) Loại kính được gia cường nhờ quá trình trao đổi ion, ion kiềm trên b ề mặt kí n h được thay thế bởi một ion kiềm khác từ bên ngoài c ó đường k ính khác với đường kính c ủ a ion bị thay thế, nhằm tạo lớp ứng suất trên bề mặt gia công. 3.2. Quá trình trao đổi i on ( I on exchange process) Sự trao đổi của một số loại ion trong thành phần th ủy tinh với những ion cung c ấ p b ê n ngoài ở nhiệt độ gần với nhiệt độ chuyển tiếp - T g - c ủ a th ủy tinh. Quá tr ì nh này có thể được thực hiện bằng cách ngâm k í nh trong b ể muối nóng chảy hoặc dung dịch, đặt k í nh trong môi trường plasma, phun ph ủ lên bề mặt kính hoặc cho kính tiếp xúc với muối nóng ch ả y với sự hỗ trợ của điện trường hoặc Không. 3.3. Độ sâu lớp ứng suất (Depth of stress layer) Độ sâu tính từ b ề mặt ngoài c ủ a kính đến b ề mặt bên trong có ứng suất bằng không gần nhất 3.4. Ứng suất nén bề mặt (Sur f ace compression) Ứng su ấ t do các nguyên tử trong bề mặt kính được nén lại gần nhau hơn, đơn vi tính MPa. 4. Ý nghĩa và sử dụng 4.1 . Kính tôi hóa bền hơn k í nh ủ nhiều lần, mức độ cụ th ể tùy thuộc vào thành phần kính, quá trình tôi, mức độ mài mòn và môi trường ứng dụng. Quá tr ì nh tôi không ảnh hưởng đáng kể đến t í nh chất quang ban đầu. 4.2 . Công nghệ tôi hóa có thể tôi được tất cả các loại kính có chiều dày, Kích thước và h ì nh dạng khác nhau, đặc biệt phù hợp cho những trường hợp như: k í nh mỏng, nhỏ hoặc hình dạng quá phức tạp khó thực hiện được với công nghệ tôi nhiệt. 4.3 . Kính tôi hóa đơn lớp không phải là một sản ph ẩ m an toàn, vì các mảnh v ỡ của nó cũng tương tự như kính ủ. Khi cần lắp kính an toàn, kính tôi hóa phải được dán hai hoặc nhiều lớp v ớ i nhau. 4.4 . Bản chất của quá tr ì nh tôi hóa là làm thay đổi bề mặt kính về mặt hóa học. Do đó, các quy trình thực hiện các gia cô n g tiếp (n ế u có), như dán kính và phun phủ, có thể khác so với các kính không tôi hóa. Sau khi đã tôi hóa, k í nh chỉ được ch ỉ nh sửa theo khuyến cáo của nhà chế tạo. Không thực hiện các sửa đổi có th ể gây ảnh hưởng đến ứng suất nén bề mặt và độ sâu lớp ứng suất. 4.5 . Các phương pháp đo Mô đun phá hủy, tăng khối lượng và các phương pháp quang học có thể sử dụng để kiểm soát quá tr ì nh tôi hóa. 5. Phân loại 5.1 . Kính tôi hó a ph ù hợp với tiêu chu ẩ n này được phân loại trên cơ sở các mức ứng suất nén bề mặt (mức 1 - 7) và độ sâu lớp ứng suất (mức A - F). Ứng su ấ t nén bề mặt và độ sâu lớp ứng suất này tương đối độc lập với nhau . Ứng suất nén b ề mặt càng lớn thì sản ph ẩ m c ó độ bền uốn càng cao. Độ sâu lớp ứng suất càng lớn thì khả năng chống xước càng cao. Cần công b ố độ dày mẫu thử cùng với các mức ứng suất nén bề mặt và độ sâu lớp ứng suất. Các giá trị độ sâu lớp ứng suất có thể thay đ ổ i t heo các chiều dày khác nhau của cùng loại kính được sản xuất trong cùng điều kiện công nghệ tôi hóa. Do đó, khi phân loại tất cả các giá tr ị ứng suất nén bề mặt và độ sâu lớp ứng su ấ t được báo cáo theo k í nh có chiề u dày chuẩn là 3 mm phù hợp với 6.1.3. 5.2 . Theo ứng suất nén bề mặt (S), các loại k í nh tôi hóa được phân loại theo Bảng 1. Bảng 1 - Phân loại theo ứng suất nén bề mặt Mức Ứng suất nén b ề mặt - S, MPa Mức I 7 < s=""> ≤ 172 Mức II 172 < s="" ≤=""> Mức III 345 < s="" ≤=""> Mức IV 517 <> ≤ 690 Mức V 690 S ≤ 862 Mức VI 862 < s="" ≤=""> Mức VII S > 1034 5.3 . Theo độ sâu lớp ứng suất (D), các loại kính tôi hóa được phân loại theo Bảng 2. Bảng 2 - Phân loại theo độ sâu lớp ứng suất Mức Độ sâu lớp ứng suất - D, m m Mức A D ≤ 50 Mức B 50 <> ≤ 150 Mức C 150 <> ≤ 250 Mức D 250 < d="" ≤=""> Mức E 350 D ≤ 500 Mức F D > 500 6. Phương pháp thử 6.1 . Chuẩn bị mẫu th ử 6.1.1 . Chuẩn b ị các mẫu thử cùng loại vật liệu với lô thử cần kiểm tra và ủ khử úng suất trước khi tôi hó a. 6.1.2 . Bảo vệ các cạnh của các mẫu thử trong quá tr ì nh gia công chu ẩ n bị mẫu (cắt lát, mài, đánh b ó ng). 6.1.3 . Mẫu thử được tôi hóa trong cùng điều kiện công nghệ với lô hàng cần kiểm tra; mẫu thử có chiều dài và rộng tối thiểu là 25 mm x 12,5 mm và chiều dày danh nghĩa 3 mm. 6.1.4 . Sau quá trình tôi hóa, mẫu thử được cắt lát theo chiều vuông góc và cách cạnh ngoài tối thiểu 2 mm (xem H ì nh 1). Chiều dày của lát cắt không vượt quá 4 mm, nhưng đủ bù cho phần hao hụt sau khi mài và đánh b ó ng mẫu. Lát cắt được đánh bóng nhẹ nhàng bằng kỹ thuật thông thường trong kỹ thuật cấu trúc vi gốm và sử dụng lát cắt để phân loại bằng cách quan sát độ chậm quang theo hướng xuyên qua chiều dày. Hình 1 - Vị trí lát cắt 6.2 . Thiết bị, dụng cụ 6.2.1 . Kính hiển vi với độ phóng đại tối thiểu 25 lần. Với trường hợp độ sâu lớp ứng suất < 50="" μm,="" thiết="" bị="" cần="" có="" độ="" phóng="" đại="" tối="" thiểu="" 50=""> 6.2.2 . Các kính phân cực được đặt để hướng phân cực vuông góc với nhau và tạo góc + 45 ° với mặt đối x ứ ng của kính hiển vi. 6.2.3 . Dụng cụ đo khoảng cách giữa sọc tối và cạnh mẫu thử bao gồm dây chữ thập đ ã chia độ tinh hoặc trắc vi thị kính (mẫu thử được gắn vào giá đỡ) hoặc dây c h ữ thập tinh (mẫu thử được gắn vào giá đỡ của trắc vi thị kính). Hệ th ố ng đo cần c ó độ ch í nh xác 1 μm hoặc tương đương 2% c ủ a độ sâu lớp ứng su ấ t cần đo, chọn giá trị lớn hơn. Nếu dùng trắc vi thị kí nh, phải được hiệu chu ẩ n bằng cách sử dụng dải độ chụm đã được chứng nhận. 6.3 . Phương pháp đo 6.3.1 . Đo độ sâu lớp ứng su ấ t Dùng dây chữ thập hoặc trắc vi thị kính để đo khoảng cách từ tâm của sọc tối đến bề mặt gia công gần nhất. Dùng phương pháp hiệu chuẩn đ ã biết để tính khoảng cách từ tâm của sọc t ố i đến bề mặt gần nhất và báo cáo như độ sâu lớp ứng suất (xem H ì nh 2). Hình 2 - Độ sâu l ớ p ứ ng suất và các v ị trí đo lưỡng chiết 6.3.2 . Đo ứng suất b ề mặt 6.3.2.1 . Ứng su ấ t cạnh của lát cắt lấy từ mẫu kính tôi hóa có thể được đo bằng k í nh hiển vi xác định trong 6.2. Dùng bộ bù chậm phù hợp để đo độ chậm quang tại cạnh lát cắt theo ASTM C978 và chuyển đ ổ i sang ứng su ấ t phù hợp với 6.3.2.4.2. 6.3.2.2 . Khi khả năng hiển thị tại cạnh lát cắt không đạt yêu cầu, được phép dùng kỹ thuật ngoại suy. Để thực hiện các phép ngoại suy đo độ chậm quang hoặc lưỡ n g chiết tại một số điểm giữa các sọc tối và cạnh, điển h ì nh là khoảng cách giữa các điểm là 10 μm (tối thiểu phải có ba điểm). B i ên d ạ ng (tập hợp số liệu) sau đó phải được ngoại suy ra giá trị tại cạnh như th ể hiện trong H ì nh 3. H ì nh 3 - Điểm lưỡng chiết ngoại suy ứng với độ sâu lớp ứng suất 6.3.2.3 . Trong một s ố trư ờ ng hợp, ứng suất bề mặt của mẫu thử tôi h ó a có thể được đo bằng kỹ thuật đo chiết suất theo ASTM C1279-09. 6.3.2.4 . T í nh toán ứng su ấ t b ề mặt 6.3.2.4.1 . Khi sử dụng máy đo phân cực bề mặt, cần có hiệu chuẩn của nhà sản xuất để chuyển đổi số đọc của thiết bị sang giá trị ứng suất bề mặt. 6.3.2.4.2 . Khi độ chậm quang tại cạnh được đo theo 6.3.2.1 hoặc 6.3 . 2.2, công thức t í nh ứng suất như sau: Trong đ ó : S = Ứng suất, MPa; R = Độ chậm quang đo được, nm; t = Độ dày lát cắt, mm; V = Hệ số Poisson (0,22 cho hầu hết các kính nổi); C = Hệ số ứng suất quang, đơn vị 10 - 12 Pa -1 phù hợp với k í nh nền. 6.4 . Báo cáo t hử nghiệm Báo cáo kết quả th ử nghiệm bao gồm các giá trị độ sâu lớp ứng suất và ứng suất nén bề mặt đo phù hợp với các phương pháp thử trong Điều 6.