偏光内应力检测仪是一种用于测定玻璃材料内部应力的设备。其主要工作原理基于光的双折射现象,即当玻璃内部存在应力时,光线会发生偏折,从而影响光的传播路径。本指南将详细介绍如何使用该设备进行准确的内应力测量。
测定原理
在无应力的玻璃中,光线以均匀速度通过,但一旦存在内应力,玻璃的各向同性特性将被打破,导致光线双折射。偏光内应力检测仪通过光源发出的白光,经过起偏镜形成偏振光,然后通过测试样品及四分之一波片,测量光的双折射光程差。最终,通过旋转检偏镜可以获取光程差,从而确定内应力的大小。光程差T与检偏镜的旋转角度θ成正比,计算公式为T=3.14θ。
仪器装置
光源与偏光元件:需使用亮度不低于120 cd/m²的偏振光场,并确保偏振度不低于99%。
光学组件:偏光应力仪中需配置565 nm的全波片(灵敏色片)和四分之一波片,其慢轴与起偏镜的偏振平面成90°。
旋转装置:检偏镜应能够绕起偏镜及波片旋转,并配有精确的角度测量装置。
测定方法
样品准备:供试品应为退火后未经其他试验的产品,测试前在实验室内温度条件下放置30分钟以上。测试时戴手套,避免直接接触。
无色供试品的测定:
底部检查:将四分之一波片置入视场,调整仪器至暗视场。放置供试品于视场底部,旋转检偏镜直至暗十字分离为两个圆弧,观察圆弧的颜色变化(蓝灰色和褐色)。记录检偏镜旋转角度及玻璃样品的厚度。
侧壁检查:将四分之一波片置入视场,调整仪器至暗视场。将供试品置于视场中,使其轴线与偏振平面成45°,旋转检偏镜直至暗区完全取代亮区,记录旋转角度和样品厚度。
3. 有色供试品的测定:步骤类似于无色样品,但在颜色较深或透过率低时,使用平均值法来确定检偏镜旋转终点。即记录暗区取代亮区的旋转角度与亮区重新出现的旋转角度之和的平均值。
结果计算
计算公式为:
其中:
&为单位厚度的光程差(nm/mm);
T 为测得的光程差(nm);
t 为样品的厚度(mm);
θ 为检偏镜的旋转角度(度)。
结论
通过正确使用偏光内应力检测仪,可以准确测定玻璃材料内部的应力分布,从而确保产品的质量与安全。掌握设备的操作原理和测定方法是获得精确数据的关键
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