《GB2019超薄玻璃抗划伤性能试验方法》编制说明

1、超薄玻璃抗划伤性能试验方法国家标准编制说明（征求意见稿）标准编制组1目录一、工作简况3二、标准编制原则和主要内容5三、主要测试、验证情况分析9四、标准涉及专利情况9五、产业化情况、推广应用论证和预期达到的经济效果等情况15六、采用国际标准和国外先进标准的情况16七、与现行相关法律、法规、规章及相关标准，特别是强制性标准的协调性15八、重大分歧意见的处理经过和依据.15九、标准性质的建议说明15十、贯彻标准的要求和措施建议.16十一、废止现行相关标准的建议.16十二、其它应予说明的事项162一、工作简况1.1 任务来源根据国家标准化管理委员会文件（国标委发201929 号）“国家标准化管理委员会

2、关于下达第三批推荐性国家标准计划的通知”（批准号： 20193113-T-609），由中国建材检验认证集团股份有限公司主要负责起草国家标准超薄玻璃抗划伤性能试验方法 编制工作。技术归口单位为全国工业玻璃和特种玻璃标准化技术委员会（ SAC/TC447）。1.2工作重要性近年来，玻璃行业产能过剩的达斯摩克利剑一直高悬在企业的头顶上， 平板玻璃的产能利用率为仅为 70左右。平板玻璃的产量预计在 2020年达到峰值，规模在 8.2 至8.5 亿重量箱之间。 如果延续目前的发展方式， 平板玻璃的产能过剩将很快在加工玻璃行业出现。我国玻璃行业的产能过剩，结构性特征十分明显。 从产品结构看，普通浮法玻璃产

3、能过剩、优质浮法比率偏低，仅为 35。此外，玻璃的加工率仅为 40，而世界平均水平约 55，发达国家达到 80以上，这导致我国每年还要进口不少高科技玻璃产品。可喜的是，随着液晶显示器、智能手机、 平板电脑等日益普及并向轻薄化发展，为一种新型玻璃 - 超薄玻璃的发展与应用带来了新的机遇，微米级厚度的柔性超薄玻璃已成为国内外竞相开发热点。 过去几年中，国际市场对超薄玻璃的需求量以每年 20%的速度递增，我国超薄玻璃的需求量也与日俱增，据估算，目前国内超薄玻璃的年需求量已超过 6000万平米。在我国十三五规划与执行中， 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

4、发展战略之一。目前，我国已经拥有 0.33mm、0.25mm、0.20mm、 0.15mm等超薄玻璃批量化生产技术，打破了国际垄断，并达到了国际先进水平。显然，超薄玻璃的制备及应用快速发展顺应了 <<国务院办公厅关于促进建材工业稳增长调结构增效益的指导意见 >>( 国办发 201634号) 明确要求压减过剩产能， 加快玻璃工业转型升级，开发高端玻璃及新型材料的指导精神及发展目标。由于超薄玻璃功能的特殊性， 特别是用于电子电器表面的盖板玻璃， 其表面经常会直接接触各种硬物压力作用，造成表面损伤，轻者影响表观， 重者影响到玻璃的使用，甚至造成玻璃破裂。因此， 超薄玻璃必须具

5、有足够的抵抗外界物体抗硬物接触损伤、 抗划伤能力及抗断裂能力， 才能保证超薄玻璃结构或构件的安3全、健康应用，因此，评价超薄玻璃的抗划伤性能极为重要。目前，针对玻璃材料的抵抗硬物作用的测试标准主要有GB/T 7962.18 无色光学玻璃测试方法第18 部分：克氏硬度及 GB/T 16534精细陶瓷室温硬度试验方法。由于这些方法是针对普通厚度玻璃而规定的，且不能评价玻璃表面的抗划伤性能。目前，超薄玻璃厚度已经能够达到 0.1mm，甚至达到微米级，因此，已有方法对超薄玻璃抵抗硬物作用能力的测试无论在测试参数的选择、 样品需求、测试精度均满足不了要求或存在不合理性。该标准针对超薄玻璃柔性特征及其服役

6、的实际状态， 给出了超薄玻璃抗划伤性能试验方法， 适合于不同厚度超薄玻璃的测试。 标准规定了超薄玻璃抗划伤性能的适用范围、 试验设备、试样要求及试验方法与步骤等， 能够较准确评价超薄玻璃抵抗尖锐物质作用下抗损伤能力。 标准编制对指导超薄玻璃生产与工程应用具有重要意义。1.3 标准的编制工作过程立项之前，标准起草单位对国内的大专院校、科研院所、玻璃企业等单位进行了大量调研，对标准的检测理论、方法及设备进行了广泛研究。 2018 年 9 月 2019 年 3 月，对测试设备进行了购置和改进，并确定了设备的基本组成部分。同时，对中国建筑材料科学研究总院石英与特种玻璃研究院及蚌埠玻璃工业设计研究院的超

7、薄玻璃试样进行了测试，改进了试验程序和方法。 在此工作的基础上，于 2019 年 7 月完成了标准草案。 2019 年 10 月，该标准获得国标委正式立项通知后，标准编制组于 2019 年 10 月 20 日，邀请了相关科研和玻璃企业的专家代表及参编单位代表，在北京召开了标准启动会议。会议上， 与会专家均表示超薄玻璃已经大量应用于我国电子领域， 其他领域也得到了应用， 超薄玻璃的抗划伤性能直接代表了产品的性能好坏， 该技术参数也可指导材料工艺改进及其产品应用，认为对制定该标准很有必要。同时，专家认为，该标准规定的方法是一种可行性的方法，且操作简便，易于实现，适合于各种不同厚度的超薄玻璃，但需进

8、一步对该方法的影响因素、 误差来源，样品制备等进行更加深入的研究和细化工作。通过这次会议，确定了标准编制原则、方案、工作计划及编制组成员。第一次工作会议后， 经过对标准草案的整理和修改， 于 2019 年 10 月底形成了标准初稿，并发放给各参与编制的单位和人员。4在标准初稿完成基础上， 为了确定标准的具体具体参数，标准编制组广泛搜集国内外相关标准进行研究，利用用户走访、座谈会和征求意见等方式，结合行业应用需求，确定了标准的试验内容及验证方法。2019 年 11 月初，广泛收集国内外厂商样品，根据样品测试、验证比对认证情况，又多次邀请相关部门专家参加征求意见座谈会， 在进一步采纳相关建议的基础

9、上，依据多种形式所征求到的意见和建议， 结合国外先进企业标准指标要求，综合考量，多次对标准草案框架进行研讨并修改文本，完成基础数据采集工作，确定了各项技术指标，补充完善标准内容，于 2019 年 11 月中旬完成了超薄玻璃抗划伤性能试验方法征求意见稿、标准编制说明及有关附件的编写。二、标准编制原则和主要内容2.1 标准编制原则本标准严格遵照GB/T 1.1 2009标准化工作导则第 1 部分：标准的结构和编写的有关规定， 积极采用行业标准和国外先进技术指标，本着促进技术进步，提高产品质量；合理利用资源，提高经济效益；满足用户要求，促进对外贸易的原则编写。2.2 标准的主要内容本标准是在国内0.

10、40mm0.20mm 薄浮法玻璃已经市场化， 0.12mm 已经有企业生产成功，结合下游用户行业对 0.23mm 之内的薄和超薄玻璃广泛应用需求及生产实际操作控制的基础上， 通过收集国内外友商典型的、 用户使用的产品进行测试、验证，将测试、验证数据进行整理分析，综合考量后确定相关试验方法及各项技术指标范围，具备广泛性、代表性和合理性。标准范围：本标准规定了超薄玻璃抗划伤性能的术语和定义、原理、试验设备、试样、试验、结果计算及试验报告。本标准适用于测定厚度为0.11.1mm 的超薄玻璃受到锋利的物质施加压力时其所能承受的最大压力， 其他厚度的玻璃可参照本标准执行。本标准所测得的数据不可用来表示超

11、薄玻璃的硬度，超薄玻璃的硬度应根据GB/T37900-2019 的规定来测定。规范性引用文件：标准中所引用的必不可少的文件5本标准未引用相关现行标准。术语和定义常用术语中对抗划伤性能进行了定义。试验原理该标准采用了用一个规定规格的金刚石压头在试样表面划线，当划线表面开始出现损伤时对应的最大压力，该压力值即为试样的最大抗划伤能力。试验装置试验装置包含划痕仪及光学放大镜。其中划痕仪用于在超薄玻璃表面形成划痕，光学放大镜用于观察划痕附近的玻璃损伤。划痕仪器应包含以下部分：1) 划痕加载装置，正向力加载范围 0-5000（ mN）；载荷分辨率： 10nN；划痕速度： 0.1-600 （mm/min）。

12、2）试样台，试样台应为刚性平台，与试样接触表面应光滑平整，且能固定试样。试样台高度可调节，调节范围0-100mm之间。c）洛氏金刚石压头，压头锥角为90°± 1°，锥尖曲率半径为20um±1um，压头金刚石晶体的主轴应与压头臂的垂直轴线平行。压头结构示意图见图1 所示。说明：1洛氏金刚石压头；2压头臂；R金刚石压头锥尖曲率半径。图 1 压头结构示意图6放大镜的放大倍数应不小于50X，放大镜应能清晰观测到划痕附近的玻璃损伤。试样应采用与实际产品同材料、 同结构和同工艺制作的试件作为试样，试样表面应平整。因本标准为划痕试验， 为避免试验前超薄玻璃表面已有划痕

13、或损伤对测试结果影响，试验样品应在试验前在50X光学放大镜下观察且不应看到缺陷。试样为矩形，尺寸为 30mm× 30mm，试样数量不少于 5块。试验为避免环境温度及湿度对试验结果的影响，试验应选择在温度为 23± 2，相对湿度 50% RH± 10% RH的环境下进行。试验前，将试样切割成要求的尺寸，并依次用丙酮、去离子水清洗试样。将清洗后的试样放在上述要求的环境中放置12 小时以上。试样不需磨边，但切割边不应有肉眼可见明显裂纹及崩边。试验前，应对试验设备进行检查，使其处于正常工作状态，并调节试样台使其处于水平状态。该标准要求的试验参数如下： 加载速率 5mm/m

14、in，划痕长度 10mm。试验前，应将设备参数设置在上述要求下进行试验。试验步骤如下：1）将试样放置在试样台上，并与试样台表面紧密接触，试样四周夹紧，保证在试验过程中，试样不与试样台产生相对滑移。2）调整划痕仪压头臂位置，使压头对准要试样所需划的位置。调整压头，使其和试样表面呈 90°± 5°。3）将初始压力设置为 2000mN，用该压力值在试样表面划上一个直线为10mm的划痕，划痕线离试样边缘线最短距离不应小于5mm。4）调整压力和压头位置，压力每次减小200mN，压头位置应与前一次位置间隔 12mm，在前一次划痕旁边再划一个划痕，且划痕线应与前一次划痕线平行，

15、直至压力变为 0。划痕示意图如图 2所示。7说明：1试样；2划痕；l 划痕长度，10mm；b划痕间距，1-2mm。图 2 划痕示意图临界载荷值测量将上述已试验的试样划痕面用酒精或去离子水清洗干净干燥后， 用光学放大镜观察划痕表面， 找到出现划痕损伤对应的加载值， 即为该试样的抗划伤性能临界载荷值。当上述试样表面划痕均未出现损伤时，则需增大初始压力值， 增大值建议按每 1000mN一个挡进行增加， 按上述方法重复试验， 直至试样表面出现划痕损伤为止。结果计算按照以下方法进行计算：a) 临界载荷：按以上内容要求， 分别测量 5块试样的临界载荷值， 取5块试样临界载荷值的算术平均值作为试样的临界载荷

16、P 。b) 标准偏差：按公式 1计算临界载荷的标准偏差SDP 。2PiPSDP(1)n18式中：Pi - 第i 块试样的临界载荷，单位为毫牛（N）；P - 临界载荷的算术平均值，单位为毫牛（N）；n - 试样数量。三、标准的主要测试、验证情况分析根据该标准以上提供的试验程序， 分别选择了蚌埠玻璃工业设计研究院的非钢化超薄玻璃原片、 中国建筑材料科学研究总院石英玻璃与特种玻璃研究院市场上购买的手机盖板玻璃部品（切割成标准尺寸）进行抗划伤试验， 测试结果分别见表 1-表5，图 3为典型的超薄玻璃表面在不同载荷作用下的划痕损伤照片。表1 0.7mm超薄玻璃原片（未钢化）抗划伤性能试验结果试样规格0.

17、7mm超薄玻璃原片（未钢化），来源：蚌埠玻璃工业设计研究院试验力试样编号512342000mN1800mN1600mN1400mN1200mN1000mN800mN600mN400mN200mN临界载荷120010001200100012009值（ mN）P ： 1120mNSDP ： 109.5mN说明：代表无划痕损伤，代表有划伤损伤。表 2 0.5mm超薄玻璃原片（未钢化）抗划伤性能试验结果试样规格 0.5mm超薄玻璃原片（未钢化），来源：蚌埠玻璃工业设计研究院试验力试样编号512342000mN1800mN1600mN1400mN1200mN1000mN800mN600mN400mN20

18、0mN临界载荷10001000120012001000值（ mN）P ：1080mNSDP ： 109.5mN说明：代表无划痕损伤，代表有划伤损伤。表 3 0.1mm超薄玻璃原片（化学钢化）抗划伤性能试验结果试样规格 0.1mm超薄玻璃原片（化学钢化），来源：蚌埠玻璃工业设计研究院10试验力试样编号512342000mN1800mN1600mN1400mN1200mN1000mN800mN600mN400mN200mN临界载荷14001600140016001600值（ mN）P ：1520mNSDP ： 109.5mN说明：代表无划痕损伤，代表有划伤损伤。表 4 0.5mm超薄玻璃原片（化学

19、钢化）抗划伤性能试验结果试样规格 0.5mm超薄玻璃原片（化学钢化），来源：蚌埠玻璃工业设计研究院试验力试样编号512342000mN111800mN1600mN1400mN1200mN1000mN800mN600mN400mN200mN临界载荷16001600140016001600值（ mN）P ：1560mNSDP ： 89.4mN说明：代表无划痕损伤，代表有划伤损伤。表5 0.3mm手机盖板玻璃部件（化学钢化）抗划伤性能试验结果试样规格0.3mm手机盖板玻璃，来源：市场购买试验力试样编号123452000mN1800mN1600mN1400mN1200mN1000mN800mN600m

20、N12400mN200mN临界载荷16001600160016001800值（ mN）P ：1640mNSDP ： 89.4mN说明：代表无划痕损伤，代表有划伤损伤。（ a） 0.7mm未钢化超薄玻璃在2000mN压力作用下的划痕照片（50X）（ b） 0.7mm未钢化超薄玻璃在1600mN压力作用下的划痕照片（50X）13（ c） 0.7mm未钢化超薄玻璃在1400mN压力作用下的划痕照片（50X）（ d） 0.7mm未钢化超薄玻璃在1000mN压力作用下的划痕照片，无损伤（50X）（ e ） 0.1mm化学钢化超薄玻璃在2000mN压力作用下的划痕照片（50X）14（ f ） 0.1mm化学钢化超薄玻璃在1600mN压力作用下的划痕照片（50X）（ g ） 0.1mm化学钢化超薄玻璃在1400mN压力作用下的划痕照片（50X）图 3 不同载荷作用下超薄玻璃表面划伤损伤照片根据表 1-5测试结果，可知在相同条件下，玻璃厚度对其表面抗划伤性能影响不大，但经过钢化后，其表面抗划伤性能明显增大。四、标准涉及专利情况未发现本标准技术内容涉及专利等知识产权问题。五、产业化情况、推广应用论证和预期达到的经济效果等情况超薄玻璃产品已广泛应用于太阳能光伏产业、ITO 行业、电子行业、精密仪器及玻璃深加工行业。智能手机、数码相机