超薄玻璃柔韧性试验装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了超薄玻璃柔韧性试验装置和方法，包括：基座和计算机；基座上安装有电机，电机的水平输出轴连接滚珠丝杠，滚珠丝杠上安装有可相对运动的两个滑块；每个滑块上均竖直安装有挡板，超薄玻璃试样放置在两个挡板之间且超薄玻璃试样与挡板的底端形成线接触；基座上还安装有升降装置，升降装置上安装有影像仪，影像仪轴线与超薄玻璃试样侧边相垂直且位于超薄玻璃试样一侧的中间位置，计算机分别与电机和影像仪相连；该试验方法采用两点弯曲原理，可自动测量厚度小于1.1mm超薄玻璃试样在受压弯曲过程中破损时的临界最小曲率半径，采用最小曲率半径表征超薄玻璃柔韧性指标。

Apparatus and method for testing ultra-thin glass flexibility

The invention discloses an ultra-thin glass flexibility test device and method, including: a base and a computer; a motor is mounted on the base, a horizontal output shaft of the motor is connected with a ball screw, and two sliders are mounted on the ball screw, each slider is vertically mounted with a baffle plate, and the ultra-thin glass sample is placed in two sliders. There is a line contact between the baffles and the bottom of the ultra-thin glass sample and the baffle plate; a lifting device is also installed on the base, and an imager is installed on the lifting device. The axis of the imager is perpendicular to the side of the ultra-thin glass sample and is located in the middle of the side of the ultra-thin glass sample. The computer is connected with the motor and the imager respectively. Methods The critical minimum curvature radius of the ultra-thin glass specimen with thickness less than 1.1mm can be measured automatically by using the two-point bending principle. The flexibility index of the ultra-thin glass can be characterized by the minimum curvature radius.

【技术实现步骤摘要】
超薄玻璃柔韧性试验装置和方法
本专利技术涉及玻璃材料测量
，尤其涉及超薄玻璃柔韧性试验装置和方法，用于表征测量超薄玻璃的柔韧性，也可测量表征同类属性其它材料。
技术介绍
超薄玻璃是指厚度小于1.1mm的平板状玻璃，随着液晶显示器、智能手机、平板电脑日益普及并向轻薄化发展，超薄玻璃的开发和应用受到了广泛关注。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。超薄玻璃主要应用于智能表面、显示器面板、柔性显示基板、OLED照明、ITO导电膜玻璃基板、柔性太阳能电池等领域。由于玻璃特有的高气密、热稳定、光透过率、耐腐蚀等特性，超薄玻璃还可能逐渐涉足有机聚合物和金属的一些应用领域。超薄玻璃被称为未来最具潜力的新材料之一，其生产与应用技术已成为我国玻璃行业重要发展战略之一。超薄玻璃具有其自身特殊的力学性能即柔韧性，且随着厚度的超薄化，其柔韧性越来越好。由于超薄玻璃的柔性变形特征，使用常规“三点弯曲法”和“四点弯曲法”进行测试时，在较小的载荷作用下，超薄玻璃即可发生明显的变形，在玻璃断裂时产生了显著的大挠度和非线性变形特征，并改变了边缘支撑条件，进而使玻璃的变形与受力特征变得极为复杂。显然，如果按已有标准对玻璃强度进行计算，结果会存在明显的误差甚至是错误的，大变形及高应力梯度是导致常规方法测量超薄玻璃弯曲强度不准确的主要因素。随着电子显示方面对超薄玻璃的需求迅猛增加，以及未来的柔性显示需要，材料制备与客户应用急需了解超薄玻璃柔韧性指标，将对缠绕轴直径选取和显示产品最大曲面变形指导作用，因此超薄玻璃柔韧性的测量方法、表征方式和测量装置亟待解决。
技术实现思路
针对上述问题中存在的不足之处，本专利技术根据两点弯曲法原理，提出超薄玻璃柔韧性试验装置和方法，用于测量和表征超薄玻璃柔韧性；该装置操作简单，自动化程度高，测量范围宽，可测量长度0.05～1.10m且厚度小于1.1mm各种超薄玻璃。为实现上述目的，本专利技术提供一种超薄玻璃柔韧性试验装置，包括：基座和计算机；所述基座上安装有电机，所述电机的水平输出轴上连接滚珠丝杠，所述滚珠丝杠上安装有可相对运动的两个滑块；每个所述滑块上均竖直安装有挡板，超薄玻璃试样放置在两个挡板之间且所述超薄玻璃试样与所述挡板的底端形成线接触；所述基座上还安装有升降装置，所述升降装置上安装有可上下高度调节的影像仪，所述影像仪轴线与所述超薄玻璃试样侧边相垂直且位于所述超薄玻璃试样一侧的中间位置；所述计算机分别与所述电机和影像仪相连，用于设置挡板的运行速度、影像仪的拍摄频率和计算超薄玻璃试样断裂前的最小曲率半径，用最小曲率半径来表征超薄玻璃试样的柔韧性。作为本专利技术的进一步改进，所述挡板的上方设有防护罩，所述防护罩为有机玻璃防护罩或钢化玻璃防护罩。作为本专利技术的进一步改进，所述超薄玻璃试样另一侧设有不透明板，靠近影像仪的超薄玻璃试样的端面涂有颜色。作为本专利技术的进一步改进，两个所述挡板平行设置，所述挡板宽5～10cm、高1.5～3cm。作为本专利技术的进一步改进，所述挡板的移动速度不大于30cm/min。作为本专利技术的进一步改进，所述影像仪的拍摄频率为2～5次/秒。作为本专利技术的进一步改进，所述挡板与所述超薄玻璃试样的接触处设有压力传感器，所述压力传感器安装在所述挡板的L角内侧处，所述压力传感器与所述计算机相连。本专利技术还提供一种超薄玻璃柔韧性试验方法，包括：将超薄玻璃试样放于两平行挡板之间，与平行挡板底端形成线接触，确保超薄玻璃试样向上微弯曲；两个平行挡板向内迫近式移动，超薄玻璃试样受平行挡板挤压，其不断向上弯曲变形，影像仪以一定频率拍摄图像保存，并对图像中的超薄玻璃试样形态拟合计算出曲率半径，当超薄玻璃试样弯曲断裂时，取前一次计算得到的曲率半径为超薄玻璃试样断裂前的最小曲率半径，用最小曲率半径来表征超薄玻璃试样的柔韧性。作为本专利技术的进一步改进，当超薄玻璃试样断裂时，所述计算机通过接收压力传感器的信号并发送控制信号给电机，控制电机停止运转，实现挡板的自动停止。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：本专利技术的方法简便易行，装置简单，安全可靠；超薄玻璃试样两端与挡板为线接触，无夹具对超薄玻璃试样在测试过程中产生接触影响；测量范围很宽，可测量长度0.05-1.1m且厚度小于1.1mm的长条状玻璃试样；自动化程度高，可自动测量最小曲率半径，最小曲率半径偏差小于±(3～6)mm，测量结果的重复较好，可满足超薄玻璃试样的柔韧性测量表征。附图说明图1为本专利技术一种实施例公开的超薄玻璃柔韧性试验装置的主视图；图2为本专利技术一种实施例公开的超薄玻璃柔韧性试验装置的侧视图。图中：1、基座；2、电机；3、滚珠丝杠；4、滑块；5、挡板；6、升降装置；7、影像仪；8、防护罩；9、不透明板；10、超薄玻璃试样；11、压力传感器。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点表达的更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本专利技术的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“联接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。下面结合附图对本专利技术做进一步的详细描述：本专利技术提供超薄玻璃柔韧性试验装置和方法，用于表征测量超薄玻璃的柔韧性，除测量玻璃外也可测量表征同类属性其它材料。如图1、2所示，本专利技术提供一种超薄玻璃柔韧性试验装置，包括：基座1、电机2、滚珠丝杠3、滑块4、挡板5、升降装置6、影像仪7、防护罩8、不透明板9、超薄玻璃试样10、压力传感器11和计算机(图中未示出)；其中：本专利技术的基座1为各个部件提供安装基础和承托，基座1选用较重材料制成，用于实现基座稳定，避免和减少机械运动所产生的振动。本专利技术的电机2水平安装在基座1上，电机2提供动力和传动输出；电机2的输出轴与滚珠丝杠3的一端相连，滚珠丝杠3呈水平设置；滚珠丝杠3的另一端固定在轴承座上，轴承座安装在基座1上。滚珠丝杠3上安装有可相对或相反运动的两个滑块4，为实现两个滑块4的相对或相反运动，滚珠丝杠3采用双向滚珠丝杠，即双向滚珠丝杠的两端分别为左旋螺纹和右旋螺纹；每个滑块4上均安本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超薄玻璃柔韧性试验装置，其特征在于，包括：基座和计算机；所述基座上安装有电机，所述电机的水平输出轴上连接滚珠丝杠，所述滚珠丝杠上安装有可相对运动的两个滑块；每个所述滑块上均竖直安装有挡板，超薄玻璃试样放置在两个挡板之间且所述超薄玻璃试样与所述挡板的底端形成线接触；所述基座上还安装有升降装置，所述升降装置上安装有可上下高度调节的影像仪，所述影像仪轴线与所述超薄玻璃试样侧边相垂直且位于所述超薄玻璃试样一侧的中间位置；所述计算机分别与所述电机和影像仪相连，用于设置挡板的运行速度、影像仪的拍摄频率和计算超薄玻璃试样断裂前的最小曲率半径，用最小曲率半径来表征超薄玻璃试样的柔韧性。

【技术特征摘要】
1.一种超薄玻璃柔韧性试验装置，其特征在于，包括：基座和计算机；所述基座上安装有电机，所述电机的水平输出轴上连接滚珠丝杠，所述滚珠丝杠上安装有可相对运动的两个滑块；每个所述滑块上均竖直安装有挡板，超薄玻璃试样放置在两个挡板之间且所述超薄玻璃试样与所述挡板的底端形成线接触；所述基座上还安装有升降装置，所述升降装置上安装有可上下高度调节的影像仪，所述影像仪轴线与所述超薄玻璃试样侧边相垂直且位于所述超薄玻璃试样一侧的中间位置；所述计算机分别与所述电机和影像仪相连，用于设置挡板的运行速度、影像仪的拍摄频率和计算超薄玻璃试样断裂前的最小曲率半径，用最小曲率半径来表征超薄玻璃试样的柔韧性。2.如权利要求1所述的超薄玻璃柔韧性试验装置，其特征在于，所述挡板的上方设有防护罩，所述防护罩为有机玻璃防护罩或钢化玻璃防护罩。3.如权利要求1所述的超薄玻璃柔韧性试验装置，其特征在于，所述超薄玻璃试样另一侧设有不透明板，靠近影像仪的超薄玻璃试样的端面涂有颜色。4.如权利要求1所述的超薄玻璃柔韧性试验装置，其特征在于，两个所述挡板平行设置，所述挡板宽5～10cm、高1.5～3cm。5.如权利要求1所述的超薄...

【专利技术属性】
技术研发人员：田英良，李建峰，王为，王伟来，孙诗兵，吕锋，相志磊，汤哲，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：北京,11