In determinate condizioni di illuminazione, quando il vetro temperato viene osservato da una certa distanza e angolazione, si noteranno delle macchie colorate distribuite in modo irregolare sulla superficie del vetro temperato. Questo tipo di macchie colorate è ciò che comunemente chiamiamo "punti di stress". Non influisce sull'effetto di riflessione del vetro (nessuna distorsione di riflessione), né sull'effetto di trasmissione del vetro (non influisce sulla risoluzione, né produce distorsioni ottiche). È una caratteristica ottica comune a tutti i vetri temperati. Non è un problema o un difetto di qualità del vetro temperato, ma è sempre più ampiamente utilizzato come vetro di sicurezza e le persone hanno requisiti sempre più elevati per l'aspetto del vetro, soprattutto su ampie superfici. La presenza di punti di stress nel vetro temperato durante l'applicazione di facciate continue influirà negativamente sull'aspetto del vetro e persino sull'effetto estetico complessivo dell'edificio, quindi le persone prestano sempre più attenzione ai punti di stress.
Cause dei punti di stress
Tutti i materiali trasparenti possono essere suddivisi in materiali isotropi e materiali anisotropi. Quando la luce attraversa un materiale isotropo, la velocità della luce è la stessa in tutte le direzioni e la luce emessa non varia rispetto alla luce incidente. Un vetro ben ricotto è un materiale isotropo. Quando la luce attraversa un materiale anisotropo, la luce incidente viene divisa in due raggi con velocità e distanze diverse. La luce emessa e quella incidente cambiano. Il vetro mal ricotto, incluso il vetro temperato, è un materiale anisotropo. Come materiale anisotropo del vetro temperato, il fenomeno dei punti di stress può essere spiegato dal principio di fotoelasticità: quando un fascio di luce polarizzata attraversa il vetro temperato, poiché all'interno del vetro è presente uno stress permanente (stress di tempra), questo fascio di luce si scompone in due fasci di luce polarizzata con diverse velocità di propagazione, ovvero luce veloce e luce lenta, è anche chiamata birifrangenza.
Quando due fasci di luce formati in un certo punto intersecano il fascio di luce formato in un altro punto, si verifica una differenza di fase nel punto di intersezione dei fasci di luce dovuta alla differenza nella velocità di propagazione della luce. A questo punto, i due fasci di luce interferiscono. Quando la direzione dell'ampiezza è la stessa, l'intensità luminosa viene rafforzata, dando luogo a un campo visivo luminoso, ovvero a punti luminosi; quando la direzione dell'ampiezza della luce è opposta, l'intensità luminosa viene indebolita, dando luogo a un campo visivo scuro, ovvero a punti scuri. Finché la distribuzione delle sollecitazioni non è uniforme nella direzione piana del vetro temperato, si verificheranno punti di sollecitazione.
Inoltre, la riflessione della superficie del vetro fa sì che la luce riflessa e trasmessa abbia un certo effetto di polarizzazione. La luce che penetra nel vetro è in realtà luce con un effetto di polarizzazione, motivo per cui si vedranno strisce o puntini chiari e scuri.
Fattore di riscaldamento
Il vetro subisce un riscaldamento non uniforme nella direzione del piano prima della tempra. Dopo la tempra e il raffreddamento del vetro riscaldato in modo non uniforme, la zona ad alta temperatura produrrà meno sollecitazioni di compressione, mentre la zona a bassa temperatura ne produrrà di maggiori. Un riscaldamento non uniforme causerà una distribuzione non uniforme delle sollecitazioni di compressione sulla superficie del vetro.
Fattore di raffreddamento
Il processo di tempra del vetro consiste in un rapido raffreddamento dopo il riscaldamento. Il processo di raffreddamento e quello di riscaldamento sono ugualmente importanti per la formazione di tensioni di tempra. Il raffreddamento non uniforme del vetro in direzione piana prima della tempra è analogo al riscaldamento non uniforme, che può anch'esso causare tensioni non uniformi. La tensione di compressione superficiale formata dall'area con elevata intensità di raffreddamento è elevata, mentre la tensione di compressione formata dall'area con bassa intensità di raffreddamento è ridotta. Un raffreddamento non uniforme causerà una distribuzione non uniforme delle tensioni sulla superficie del vetro.
Angolo di visione
Il motivo per cui possiamo vedere il punto di stress è che la luce naturale nella banda della luce visibile è polarizzata quando attraversa il vetro. Quando la luce viene riflessa dalla superficie del vetro (mezzo trasparente) a un certo angolo, parte della luce è polarizzata e attraversa anch'essa il vetro. Anche parte della luce rifratta è polarizzata. Quando la tangente dell'angolo incidente della luce è uguale all'indice di rifrazione del vetro, la polarizzazione riflessa raggiunge il massimo. L'indice di rifrazione del vetro è 1,5 e l'angolo incidente massimo di polarizzazione riflessa è 56°. Ciò significa che la luce riflessa dalla superficie del vetro con un angolo di incidenza di 56° è quasi tutta luce polarizzata. Per il vetro temperato, la luce riflessa che vediamo proviene da due superfici con una riflettività del 4% ciascuna. La luce riflessa dalla seconda superficie, più lontana da noi, attraversa il vetro di stress. Questa parte della luce è più vicina a noi. La luce riflessa dalla prima superficie interferisce con la superficie del vetro producendo macchie colorate. Pertanto, la piastra di sollecitazione è più evidente osservando il vetro con un angolo di incidenza di 56°. Lo stesso principio si applica al vetro isolante temprato, poiché presenta più superfici riflettenti e una maggiore polarizzazione della luce. Per il vetro temprato con lo stesso livello di sollecitazione non uniforme, i punti di sollecitazione che vediamo sono più chiari e appaiono più pesanti.
spessore del vetro
Poiché la luce si propaga in diversi spessori di vetro, maggiore è lo spessore, più lungo è il percorso ottico e maggiori sono le possibilità di polarizzazione della luce. Pertanto, per un vetro con lo stesso livello di stress, maggiore è lo spessore, più intenso sarà il colore dei punti di stress.
Varietà di vetro
Diversi tipi di vetro hanno effetti diversi sul vetro a parità di livello di sollecitazione. Ad esempio, il vetro borosilicato apparirà più chiaro rispetto al vetro sodico-calcico.
Per il vetro temperato, è molto difficile eliminare completamente i punti di stress a causa della particolarità del suo principio di rinforzo. Tuttavia, selezionando attrezzature all'avanguardia e un controllo ragionevole del processo produttivo, è possibile ridurre i punti di stress e raggiungere un livello tale da non compromettere l'effetto estetico.
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Data di pubblicazione: 09/09/2020
