手機玻璃屏四點彎曲試驗機的測試標準有哪些?


手機玻璃屏四點彎曲試驗機主要用于模擬手機玻璃屏(如蓋板玻璃、觸控玻璃)在使用或裝配過程中承受彎曲應(yīng)力的場景,評估其抗彎曲強度、斷裂韌性等關(guān)鍵力學(xué)性能,其測試標準需結(jié)合行業(yè)通用標準、材料特性標準及終端品牌企業(yè)標準,核心標準體系可分為以下幾類:
一、國際通用核心標準(基礎(chǔ)框架)
這類標準為四點彎曲測試提供通用方法框架,需結(jié)合手機玻璃屏的尺寸、厚度(通常 0.5-1.2mm)和材質(zhì)(多為 aluminosilicate 鋁硅酸鹽玻璃、soda-lime 鈉鈣玻璃或特種強化玻璃)調(diào)整參數(shù)后執(zhí)行,是行業(yè)測試的 “基準依據(jù)"。
標準編號 | 標準名稱 | 核心適用范圍 | 關(guān)鍵要求 |
ISO 178:2019 | 《塑料和硬橡膠 — 彎曲性能的測定》 | 適用于剛性材料(含玻璃類脆性材料)的彎曲強度、彈性模量測試 | 規(guī)定四點彎曲的 “支撐跨度 - 加載跨度" 比例(通常為 2:1,如支撐跨度 40mm、加載跨度 20mm),明確試樣尺寸、加載速率(如 2-5mm/min)、環(huán)境條件(23±2℃,50±5% RH) |
ASTM C158-23 | 《玻璃彎曲強度標準試驗方法》 | 專門針對玻璃材料的彎曲性能測試,是手機玻璃屏測試的核心參考 | 明確四點彎曲夾具的設(shè)計要求(加載 / 支撐點為圓柱狀,避免壓傷玻璃),試樣需進行邊緣拋光處理(模擬實際產(chǎn)品邊緣狀態(tài)),允許根據(jù)玻璃厚度調(diào)整跨度(如厚度 1mm 時,支撐跨度≥30mm) |
ASTM D790-24 | 《塑料彎曲性能標準試驗方法》 | 雖針對塑料,但四點彎曲的力學(xué)計算邏輯(如彎曲應(yīng)力公式)可復(fù)用至玻璃 | 提供彎曲應(yīng)力(σ = 3FL/(2bh2),F(xiàn) = 斷裂力、L = 支撐跨度、b = 試樣寬度、h = 厚度)、彎曲模量的計算方法,為數(shù)據(jù)量化提供依據(jù) |
二、國內(nèi)行業(yè)與材料標準(本土化適配)
國內(nèi)標準在國際標準基礎(chǔ)上,結(jié)合國內(nèi)手機產(chǎn)業(yè)鏈的生產(chǎn)工藝(如玻璃強化工藝、切割精度)和測試需求,進一步細化參數(shù),更貼合國內(nèi)企業(yè)的實際應(yīng)用場景。
GB/T 15763.2-2022
《建筑用安全玻璃 第 2 部分:鋼化玻璃》
雖針對建筑玻璃,但手機玻璃屏的 “鋼化強化" 工藝與其同源,標準中關(guān)于 “彎曲強度測試" 的夾具要求、加載速率(如 10±2mm/min)可作為參考,尤其適用于評估鋼化玻璃屏的強化效果(如應(yīng)力層深度對彎曲性能的影響)。
SJ/T 11636-2016
《電子玻璃 化學(xué)強化玻璃》
國內(nèi)電子玻璃領(lǐng)域的核心標準,明確規(guī)定化學(xué)強化玻璃(手機蓋板玻璃主流類型)的彎曲測試方法:
試樣尺寸:建議(50±1)mm×(15±1)mm×(t±0.05)mm(t 為玻璃厚度);
四點彎曲跨度:支撐跨度 L=40mm,加載跨度 l=20mm(L:l=2:1);
判定要求:彎曲強度需≥600MPa(主流手機玻璃屏通常要求≥700MPa 以滿足抗摔需求)。
三、終端品牌企業(yè)標準(定制化要求)
手機品牌(如蘋果、華為、小米、三星等)會根據(jù)自身產(chǎn)品的使用場景(如折疊屏、直屏、曲面屏)和質(zhì)量目標,在通用標準基礎(chǔ)上制定更嚴苛的企業(yè)標準,是實際生產(chǎn)檢測的 “直接依據(jù)"。
1. 蘋果(Apple)企業(yè)標準
參考文件:《Apple Specification: Performance Requirements for Cover Glass》
核心要求:
四點彎曲跨度:支撐跨度 30mm,加載跨度 15mm(因蘋果玻璃屏較薄,縮小跨度以模擬更嚴苛的局部受力);
加載速率:1mm/min(緩慢加載,避免沖擊導(dǎo)致的誤判);
失效判定:斷裂時的彎曲應(yīng)力需≥750MPa,且斷裂面無明顯 “非彎曲應(yīng)力導(dǎo)致的缺陷"(如邊緣崩裂)。
2. 三星(Samsung)企業(yè)標準
針對曲面屏玻璃:因曲面屏邊緣受力更復(fù)雜,標準要求 “雙向四點彎曲測試"(分別沿曲面的 “長軸" 和 “短軸" 方向加載),確保不同方向的彎曲強度均≥700MPa;
環(huán)境適應(yīng)性:需在高低溫(-20℃、60℃)和濕度(90% RH)條件下補充測試,模擬使用環(huán)境下的性能穩(wěn)定性。
3. 國內(nèi)品牌(華為、小米等)
多參考 SJ/T 11636-2016,同時增加 “跌落預(yù)處理后的彎曲測試":將玻璃屏經(jīng) 1.5m 高度跌落至大理石臺面后,再進行四點彎曲測試,要求彎曲強度保留率≥80%(模擬實際摔落后續(xù)受力場景)。
四、測試標準的核心共性要求(關(guān)鍵參數(shù))
無論遵循哪類標準,手機玻璃屏四點彎曲測試均需統(tǒng)一以下核心參數(shù),以確保數(shù)據(jù)可比性:
試樣制備:
尺寸:寬度 10-15mm、長度 40-60mm(需覆蓋夾具跨度),厚度與實際產(chǎn)品一致(±0.05mm);
邊緣處理:需進行 “倒棱拋光"(倒角 R=0.1-0.2mm),避免邊緣銳邊導(dǎo)致的 “應(yīng)力集中"(實際測試中,未拋光邊緣的斷裂強度可能偏低 30%-50%,屬于無效數(shù)據(jù))。
夾具參數(shù):
加載 / 支撐點:采用碳化鎢或高硬度陶瓷材質(zhì)(避免磨損),直徑 2-5mm(直徑過小易壓碎玻璃,過大則接觸面積大導(dǎo)致應(yīng)力分布不均);
跨度比例:支撐跨度:加載跨度 = 2:1(行業(yè)通用比例,可確保試樣中間區(qū)域為 “純彎曲應(yīng)力區(qū)",無剪切應(yīng)力干擾)。
環(huán)境條件:
標準環(huán)境:23±2℃,50±5% RH(避免溫度過低導(dǎo)致玻璃脆性增加,或濕度過高影響夾具穩(wěn)定性);
特殊環(huán)境:部分標準要求在 - 40℃(低溫存儲)、85℃(高溫使用)下測試,評估環(huán)境下的性能衰減。
綜上,手機玻璃屏四點彎曲測試需以ASTM C158、SJ/T 11636等通用 / 行業(yè)標準為基礎(chǔ),結(jié)合終端品牌的企業(yè)標準調(diào)整參數(shù),最終目的是確保玻璃屏在日常彎曲、擠壓、跌落等場景下不發(fā)生斷裂,保障用戶使用體驗。