偏光內(nèi)應(yīng)力檢測儀是一種用于測定玻璃材料內(nèi)部應(yīng)力的設(shè)備。其主要工作原理基于光的雙折射現(xiàn)象,即當(dāng)玻璃內(nèi)部存在應(yīng)力時,光線會發(fā)生偏折,從而影響光的傳播路徑。本指南將詳細(xì)介紹如何使用該設(shè)備進(jìn)行準(zhǔn)確的內(nèi)應(yīng)力測量。
測定原理
在無應(yīng)力的玻璃中,光線以均勻速度通過,但一旦存在內(nèi)應(yīng)力,玻璃的各向同性特性將被打破,導(dǎo)致光線雙折射。偏光內(nèi)應(yīng)力檢測儀通過光源發(fā)出的白光,經(jīng)過起偏鏡形成偏振光,然后通過測試樣品及四分之一波片,測量光的雙折射光程差。最終,通過旋轉(zhuǎn)檢偏鏡可以獲取光程差,從而確定內(nèi)應(yīng)力的大小。光程差T與檢偏鏡的旋轉(zhuǎn)角度θ成正比,計算公式為T=3.14θ。
儀器裝置
光源與偏光元件:需使用亮度不低于120 cd/m2的偏振光場,并確保偏振度不低于99%。
光學(xué)組件:偏光應(yīng)力儀中需配置565 nm的全波片(靈敏色片)和四分之一波片,其慢軸與起偏鏡的偏振平面成90°。
旋轉(zhuǎn)裝置:檢偏鏡應(yīng)能夠繞起偏鏡及波片旋轉(zhuǎn),并配有精確的角度測量裝置。
測定方法
樣品準(zhǔn)備:供試品應(yīng)為退火后未經(jīng)其他試驗的產(chǎn)品,測試前在實驗室內(nèi)溫度條件下放置30分鐘以上。測試時戴手套,避免直接接觸。
無色供試品的測定:
底部檢查:將四分之一波片置入視場,調(diào)整儀器至暗視場。放置供試品于視場底部,旋轉(zhuǎn)檢偏鏡直至暗十字分離為兩個圓弧,觀察圓弧的顏色變化(藍(lán)灰色和褐色)。記錄檢偏鏡旋轉(zhuǎn)角度及玻璃樣品的厚度。
側(cè)壁檢查:將四分之一波片置入視場,調(diào)整儀器至暗視場。將供試品置于視場中,使其軸線與偏振平面成45°,旋轉(zhuǎn)檢偏鏡直至暗區(qū)完全取代亮區(qū),記錄旋轉(zhuǎn)角度和樣品厚度。
3. 有色供試品的測定:步驟類似于無色樣品,但在顏色較深或透過率低時,使用平均值法來確定檢偏鏡旋轉(zhuǎn)終點。即記錄暗區(qū)取代亮區(qū)的旋轉(zhuǎn)角度與亮區(qū)重新出現(xiàn)的旋轉(zhuǎn)角度之和的平均值。
結(jié)果計算
計算公式為:
其中:
&為單位厚度的光程差(nm/mm);
T 為測得的光程差(nm);
t 為樣品的厚度(mm);
θ 為檢偏鏡的旋轉(zhuǎn)角度(度)。
結(jié)論
通過正確使用偏光內(nèi)應(yīng)力檢測儀,可以準(zhǔn)確測定玻璃材料內(nèi)部的應(yīng)力分布,從而確保產(chǎn)品的質(zhì)量與安全。掌握設(shè)備的操作原理和測定方法是獲得精確數(shù)據(jù)的關(guān)鍵
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