偏光應(yīng)力測試儀對有色供試品的測定方法

　　在材料科學(xué)與工程領(lǐng)域，了解材料內(nèi)部應(yīng)力分布對于評估材料性能、預(yù)測使用壽命及優(yōu)化生產(chǎn)工藝具有重要意義。偏光應(yīng)力儀作為一種非破壞性的測試工具，廣泛應(yīng)用于測量透明或半透明材料中的內(nèi)應(yīng)力。然而，當(dāng)面對有色供試品時(shí)，由于顏色干擾和玻璃透過率降低，傳統(tǒng)的測定方法可能會遇到挑戰(zhàn)。本文將詳細(xì)介紹偏光應(yīng)力測試儀對有色供試品的測定方法，包括檢驗(yàn)步驟、難點(diǎn)處理及結(jié)果計(jì)算。

　　一、檢驗(yàn)步驟

　　1. 準(zhǔn)備工作

• 　　設(shè)備校準(zhǔn)：首先，確保偏光應(yīng)力測試儀已正確校準(zhǔn)，光源穩(wěn)定且波長設(shè)置準(zhǔn)確(通常為白光，有效波長約為565 nm)。

• 　　樣品準(zhǔn)備：將有色供試品切割或打磨至適當(dāng)尺寸，確保表面平整、無劃痕，以便光線能夠均勻透過。

　　2. 安置樣品

• 　　將有色供試品放置在偏光應(yīng)力測試儀的測試臺上，調(diào)整位置以確保光線能夠垂直入射并均勻照射在樣品表面。

• 　　根據(jù)需要調(diào)整光源強(qiáng)度和焦距，以獲得最佳的觀測效果。

　　3. 觀察與測量

• 　　開啟偏光應(yīng)力儀，通過目鏡觀察樣品。在無色樣品中，通常通過觀察亮區(qū)和暗區(qū)的變化來確定檢偏鏡的旋轉(zhuǎn)終點(diǎn)。但在有色樣品中，由于顏色干擾，這種方法可能不適用。

• 　　當(dāng)無法直接觀察到明顯的藍(lán)色和褐色變化，且玻璃透過率較低時(shí)，可采用“平均法”來確定旋轉(zhuǎn)終點(diǎn)。具體操作為：記錄從暗區(qū)取代亮區(qū)開始旋轉(zhuǎn)的角度，再記錄使亮區(qū)剛好重新出現(xiàn)的旋轉(zhuǎn)角度。將這兩個角度相加后取平均值，以此作為檢偏鏡的旋轉(zhuǎn)終點(diǎn)。

　　二、難點(diǎn)處理

　　1. 顏色干擾

• 　　對于顏色較深的樣品，可考慮使用更高透過率的光源或調(diào)整樣品厚度，以減少顏色對觀測結(jié)果的影響。

• 　　在某些情況下，可通過預(yù)處理(如染色、脫色)來減輕顏色干擾，但需注意此方法可能對樣品本身性能產(chǎn)生影響。

　　2. 透過率問題

• 　　對于透過率較低的樣品，可嘗試調(diào)整光源強(qiáng)度、焦距或改變觀測角度，以獲得更清晰的圖像。

• 　　若仍無法滿足要求，可考慮使用更高靈敏度的探測器或采用其他非光學(xué)方法進(jìn)行應(yīng)力測量。

　　三、結(jié)果計(jì)算

　　根據(jù)測量得到的檢偏鏡旋轉(zhuǎn)角度θ和樣品被測部位通光處的總厚度t，利用公式δ=T/t=3.14θ/t計(jì)算因內(nèi)應(yīng)力所導(dǎo)致的單位厚度的光程差δ。其中，δ的單位為nm/mm，T為樣品被測部位的光程差(nm)，t為樣品厚度(mm)，3.14為采用白光光源時(shí)的常數(shù)(檢偏鏡每旋轉(zhuǎn)1°約相當(dāng)于光程差3.14 nm)。

　　四、結(jié)論

　　偏光應(yīng)力測試儀在測定有色供試品內(nèi)應(yīng)力時(shí)，雖然面臨顏色干擾和透過率降低等挑戰(zhàn)，但通過采用平均法確定旋轉(zhuǎn)終點(diǎn)及合理的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，仍能獲得準(zhǔn)確可靠的結(jié)果。這一方法不僅擴(kuò)展了偏光應(yīng)力儀的應(yīng)用范圍，也為材料科學(xué)領(lǐng)域的研究提供了有力的技術(shù)支持。未來，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和設(shè)備的更新?lián)Q代，偏光應(yīng)力儀在有色樣品測定方面的性能將進(jìn)一步提升。