佛山市晶菱玻璃机械有限公司
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光伏玻璃的边缘强度,尤其是在切割后,对其机械性能和长期可靠性至关重要。目前,并没有一个全球统一的、专门针对“光伏玻璃切割边缘强度”的测试规范。但是,其评估和测试方法遵循一系列广泛认可的国际标准、国家标准和行业实践。
以下是核心的测试方法、相关标准及规范要点:
一、 核心测试方法及相关标准
切割边缘的强度通常通过测试其抗弯强度来间接表征。主流的方法是:
1. 四点弯曲测试
这是测量玻璃材料强度常用和可靠的方法之一。
原理:将条形玻璃样品放在两个下支撑辊上,通过两个上加载辊在样品中部施加荷载。这种方式在样品中部产生一段纯弯矩区域,所有缺陷(包括边缘缺陷)都可能在此区域导致破裂,能真实反映材料(尤其是边缘)的强度。
相关标准:
ISO 1288 (玻璃在建筑中 - 玻璃弯曲强度的确定):这是参考标准之一。它详细规定了测试方法、样品制备、加载速率等。
ASTM C158 (玻璃抗弯强度测试方法):这是另一个国际广泛使用的标准,与ISO 1288原理类似。
GB/T 34342 (光伏玻璃 弯曲强度试验方法):这是国家标准,专门针对光伏玻璃,技术内容与ISO 1288等效。
如何应用于切割边缘?
制备测试样品时,专门从玻璃板边缘切割下条形试样,并确保被测试的边缘就是经过切割加工的原边缘。通过测试大量样品,可以统计出该切割边缘的平均抗弯强度、韦伯模数(Weibull Modulus)等参数,从而量化其强度可靠性和一致性。
2. 破裂模数测试
这实际上是四点弯曲测试的结果。破裂模数是一个材料性能参数,计算公式为:
MOR = (F * L) / (b * d²)
其中 F 是断裂载荷,L 是跨度,b 是样品宽度,d 是样品厚度。通过此公式可以直接计算出边缘的强度值。
二、 影响切割边缘强度的因素 & 质量控制规范
除了强度测试,生产过程中的控制规范对保证边缘强度更为关键。这些规范通常包含在企业的内部标准或采购技术协议中。
1. 切割工艺本身
切割方式:金刚石轮切割、激光切割等不同方式对边缘微裂纹的影响不同。
刀轮质量与压力:锋利的刀轮和合适的压力可以减少初始微裂纹的深度和数量。
掰断工艺:均匀、准确的掰断是获得良好边缘的关键。不规范的掰断会造成崩边、裂纹扩展等缺陷。
2. 边缘处理(后加工)
磨边:对切割后的粗糙边缘进行机械研磨,可以有效去除或钝化微裂纹,显著提高边缘强度。这是提升可靠性的标准工艺。
化学强化:通过离子交换在玻璃表面形成压应力层,可以极大地抑制微裂纹的扩展,整体提升玻璃的机械强度,包括边缘强度。这是高性能光伏组件的常见选择。
3. 微观检测与分析
这些虽然不是强度“测试”,但却是评估边缘质量和预测强度的重要规范手段。
显微镜检查:使用光学显微镜或电子显微镜(SEM)观察切割边缘的微裂纹深度、崩边尺寸和表面形貌。企业内控标准会对可接受的缺陷大小和数量做出规定。
表面粗糙度测量:使用轮廓仪测量边缘的粗糙度(Ra, Rz值),粗糙度与强度通常呈负相关。
三、 行业实践与采购规范
在光伏行业,组件制造商(客户)通常会向玻璃供应商提出具体的技术协议,其中会包含对边缘强度的要求。这些要求可能以以下形式出现:
平均抗弯强度值:要求通过四点弯曲测试的样品平均强度不低于某个值(例如 > 50 MPa)。
韦伯模数要求:要求韦伯模数高于某个值,这代表了强度的一致性高,离散性小,产品更可靠。
工艺强制要求:明确要求玻璃必须经过磨边和/或化学强化处理。
微观缺陷限值:规定在放大镜下,崩边、裂纹的尺寸不得大于某个值。