偏光應(yīng)力儀對無色供試品的測量方法

　　在材料科學(xué)與工程領(lǐng)域，準(zhǔn)確評估材料的應(yīng)力分布是確保產(chǎn)品質(zhì)量與性能穩(wěn)定性的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。特別是對于無色透明材料，如光學(xué)玻璃、高純度塑料等，其內(nèi)部應(yīng)力的檢測尤為復(fù)雜且重要。本文將詳細(xì)介紹一種利用偏光應(yīng)力儀結(jié)合四分之一波片技術(shù)，對無色供試品進(jìn)行高精度應(yīng)力測定的方法，旨在幫助研究人員和工程師更好地理解并控制材料應(yīng)力狀態(tài)。

　　一、引言

　　無色透明材料廣泛應(yīng)用于光學(xué)儀器、醫(yī)療器械、電子顯示等多個(gè)領(lǐng)域，其內(nèi)部應(yīng)力的存在會(huì)直接影響產(chǎn)品的光學(xué)性能、機(jī)械強(qiáng)度及使用壽命。因此，開發(fā)一種高效、準(zhǔn)確的應(yīng)力檢測方法顯得尤為重要。偏光應(yīng)力儀作為一種非破壞性測試工具，因其能夠直觀顯示材料內(nèi)部的應(yīng)力分布而備受青睞。

　　二、實(shí)驗(yàn)原理與設(shè)備準(zhǔn)備

• 　　實(shí)驗(yàn)原理：偏光應(yīng)力儀利用光的雙折射現(xiàn)象，通過調(diào)整光的偏振狀態(tài)，觀察材料內(nèi)部應(yīng)力引起的光程差變化，從而間接反映應(yīng)力分布。四分之一波片作為關(guān)鍵附件，能夠產(chǎn)生特定的相位差，增強(qiáng)檢測靈敏度。

• 　　設(shè)備準(zhǔn)備：確保偏光應(yīng)力儀處于良好工作狀態(tài)，校準(zhǔn)零點(diǎn)，準(zhǔn)備四分之一波片及待測無色供試品。

  

  偏光應(yīng)力儀
  

　　三、無色供試品底部的應(yīng)力測定

　　1.初始設(shè)置：將四分之一波片置于視場中，調(diào)整偏光應(yīng)力儀至暗視場狀態(tài)，確保背景光干擾最小。

　　2.樣品放置與觀察：將供試品輕輕放入視場，從口部觀察其底部。此時(shí)，由于材料內(nèi)部應(yīng)力的存在，視場中會(huì)出現(xiàn)暗十字圖像。若應(yīng)力較小，暗十字可能模糊不清。

　　3.應(yīng)力評估：旋轉(zhuǎn)檢偏鏡，使暗十字分離成兩個(gè)沿相反方向移動(dòng)的圓弧。隨著暗區(qū)的外移，圓弧的凹側(cè)呈現(xiàn)藍(lán)灰色，凸側(cè)則變?yōu)楹稚?。通過旋轉(zhuǎn)檢偏鏡直至某點(diǎn)藍(lán)灰色剛好被褐色取代，該點(diǎn)即為應(yīng)力變化的臨界點(diǎn)。

　　4.最大應(yīng)力點(diǎn)確定：繞軸線旋轉(zhuǎn)供試品，觀察并記錄藍(lán)灰色與褐色交替出現(xiàn)的位置，找出最大應(yīng)力點(diǎn)。再次旋轉(zhuǎn)檢偏鏡至臨界點(diǎn)，記錄此時(shí)的檢偏鏡旋轉(zhuǎn)角度或雙折射光程差，并測量該點(diǎn)厚度，以便后續(xù)分析。

　　四、無色供試品側(cè)壁的應(yīng)力測定

　　1.初始設(shè)置與樣品放置：同樣，將四分之一波片置于視場并調(diào)整至暗視場。將供試品放入視場，確保其軸線與偏振平面成45°，以便最大化側(cè)壁上的亮暗對比。

　　2.觀察與調(diào)整：旋轉(zhuǎn)檢偏鏡，直至側(cè)壁上暗區(qū)聚匯并完全取代亮區(qū)。這一過程反映了側(cè)壁應(yīng)力分布的特征。

　　3.最大應(yīng)力區(qū)確定：繞軸線旋轉(zhuǎn)供試品，觀察暗區(qū)變化，確定最大應(yīng)力區(qū)。記錄此時(shí)的檢偏鏡旋轉(zhuǎn)角度或雙折射光程差，并分別測量兩側(cè)壁的厚度，以獲取更全面的應(yīng)力信息。

　　五、結(jié)論與展望

　　通過上述方法，我們可以對無色供試品的底部及側(cè)壁進(jìn)行高精度的應(yīng)力測定，為材料的質(zhì)量控制和性能優(yōu)化提供有力支持。未來，隨著技術(shù)的進(jìn)步，偏光應(yīng)力儀及其配套技術(shù)將不斷優(yōu)化，進(jìn)一步提高檢測精度和效率，為材料科學(xué)的發(fā)展貢獻(xiàn)更多力量。

　　總之，掌握無色供試品應(yīng)力分布的高精度測量方法，是保障產(chǎn)品質(zhì)量、推動(dòng)技術(shù)創(chuàng)新的關(guān)鍵一步。希望本文能為相關(guān)領(lǐng)域的研究人員提供有價(jià)值的參考和啟示