玻璃破裂分析.pptx

玻璃破裂分析 理论应用四川天马玻璃有限公司 生产成型室 田文忠 容理论应用?玻璃强度?破片的资讯?破坏面的资讯?制程资讯?结论?工具?收集样品?观察?破片分析实例玻璃的强度 “破坏应力” 实际强度 = 理论强度 1/100~1/1000 这是为什么呢??玻璃的破裂?破裂的发生玻璃表面的缺陷玻璃中张应力集中Failure =f (Stress,Crack,H2O)?当裂痕很大的时候,很低的破坏应力即能将裂痕打开 1 KICY aσf =σf =破坏应力a =裂痕的大小Y =裂痕形状因子KIC=破坏韧性玻璃的强度?玻璃的强度是– Failure =–受限于玻璃的缺陷f (Stress,Crack,H2O)–对环境(湿度)和负荷速度敏感–破坏当时的破坏强度… ...?如果玻璃破裂时当玻璃破裂时… .. 玻璃破裂的必要条件 origin & stress 消除origin,破裂起始点在哪里？减少stress，什么应力,应力施加在哪里？ 破片的分析 可以收集到我们所需要的信息破裂碎片的分析?破裂碎片分析的目的–找出破裂原点Origin破裂碎片特征破坏面的特征找出0rigin/stress破裂过程信息结合（1）origin/stress+(2)破裂过程信息找出破裂碎片的破裂原因/机制破裂信息的来源?破坏面的表面特征?破裂的原因–––––Forking分叉破裂形式Hertzian cone光滑物体撞击破裂Chip尖锐物体Chatter mark摩擦印记–––––Wallner line 半圆弧度线印记Hackle Mark发射纹印记Arrest line 停止纹印记Sierra scarp锯齿纹印记Origin破裂原点残留物破裂碎片之间的特征（碎片与碎片） ForkingHertzian Cone Chip Chatter mark 残留物Forking碎片间的分叉特征 ?如同树枝状的延展 –多数以对称形状延展 ?由分支数目的多寡，从而判断破坏当时的应力大小– forking少– forking多 forkingStress小Stress大forking一次与二次裂痕?一次裂痕才是我们所要调查的重点二次一次二次二次机械应力所产生的forking（分叉分布）低由分支数目的多寡，判断破坏应力的程度Forking少Forking多Stress低Stress 高中高极高Forking与Origin位置关系?判断Origin可能位置Origin on edgeOrigin on surface OriginOrigin热应力所产生的Forking（分叉）玻璃冷却过程中的热冲击破裂形式Hertzian Cone Crack光滑物体撞击破裂?以下是有表面平滑的物体撞击玻璃所造成Chip尖锐物体 ? Chip由尖锐物体外力撞击造成 – Chip大小 外力大小 – Chip 外形轮廓 外力方向外力外力外力外力外力Chatter Mark摩擦痕迹?表面受到摩擦所留下的痕迹 –肉眼不容易看见 –从痕迹可以判断摩擦的运动方向 Friction Direction glass 10μm摩擦的方向玻璃表面上实际的摩擦痕迹Chatter marks ( 已经蚀刻处理）Chatter Mark摩擦痕迹? Hertzian Cone Crack当光滑的物体撞击玻璃表面造成圆锥形360o裂痕若物体在表面开始移动，则形成摩擦裂痕chatter mark ——前方是受压状态（压力）后方是张力状态，圆弧裂痕在后方形成After BR Lawn, SM Wiederhorn,DF Roberts (1984) J. Mater. Sci 19 2561残留物?物体接触玻璃必定留下残留物–金属、塑胶、玻璃、油渍……? Pattern也可视为残留物体–可判断裂痕与pattern 之间发生的先后顺序Pattern—裂痕金属残留物（光亮/反射率高）有机残留物（易被二次污染）裂痕—Pattern20Display TechnologiesCorning RestrictedCorning Technology Center破坏面的表面特征 Wallner lines, Hackle mark发射 Arrest line, Sierra scarpMist Hackle, Mirror, OriginWallner Line半圆弧线?与裂纹的方向是垂直的....–你应该知道池塘中的水波纹–看见发射线你就知道石头丢在池塘中的位置……....?Wallner line半圆弧线?originWallner line圆弧线 破坏时stress应力种类由Wallner line形状?–By bend