Определение внутренних напряжений в стекле - Определение и снятие внутреннего напряжения в стекле

Качественный анализ остаточных внутренних напряжений в стекле проводят при помощи полярископов типа ПКС, ПКС-500 и ряда других. Их чаще всего используют для определения качества отжига изделий в производственных условиях. Количественное определение остаточных внутренних напряжений в стекле производят поляриметрами. Наиболее распространен метод определения остаточных внутренних напряжений в стекле полярископом-поляриметром, принципиальная схема которого приведена на рис. 96.

Устройство прибора. Прибор состоит из осветителя /, в металлическом корпусе которого установлена лампа 2 мощностью не менее 100 вт, матового стеклянного экрана 3, поляризатора 4, представляющего собой поляроидную пластинку или призму николя, предметного столика 5 с расположенной на нем стеклянной ванночкой 6, заполняемой иммерсионной жидкостью, в которую погружают образец 7. Мерительная головка 8 состоит из линзы 9, движка 10 (с тремя щелями), окуляра // с вмонтированными в него поляроидом-анализатором, угломерным диском или лимбом со шкалой и визирной стрелкой. Все узлы прибора расположены на Т-образной станине 12, и каждый из них за креплен соответствующим винтом.

Измерение напряжений. Внутренние остаточные напряжения в стекле определяют на образцах различных конфигураций и размеров, например: пластинки шириной 3-- 3,5 см и длиной около 10 см или кольца высотой 10--15 мм, которые вырезают из труб различного диаметра и толщины; в последнем случае пап ряжения измеряют на целых (неразрезанных) кольцах для того, чтобы не нарушить установившиеся внутренние напряжения в стекле.

Образцы стекла должны быть однородными, так как шлиры, свили и камни вызывают местные остаточные напряжения.

Образцы погружают в стеклянную ванночку, наполненную иммерсионной жидкостью (бензолом, керосином и пр.), или смазывают с торцов керосином. Торцы колец, как правило, предварительно подвергают тонкому шлифованию. Все это направлено к устранению деполяризации и рассеивания света неровностями граней образцов.

Перед установкой образца включают осветитель прибора и устанавливают анализатор вместе с пластинкой в V4 X "на темноту". Для этого глаз наблюдателя должен быть расположен перед анализатором, вращением которого вокруг горизонтальной оси добиваются полного затемнения поля зрения поляриметра. Данное положение анализатора обычно соответствует нулевому положению указательной стрелки на шкале угломерного диска. Если при нулевом положении стрелки полного затемнения поля зрения не наблюдается, следует, сохраняя нулевое положение анализатора, поворачивать поляризатор до появления максимальной темноты в поле зрения поляриметра и закрепить это положение обоймой, в которую вмонтирован поляризатор.

После этого ванночку, наполненную соответствующей иммерсионной жидкостью, устанавливают на столик прибора и опускают в нее образец стекла, ориентируя его так, чтобы поток поляризованных лучей проходил перпендикулярно длинной торцовой грани образца (в случае пластинки). При наблюдении в поле зрения анализатора в торце образца отчетливо видны две темные нейтральные линии, близко расположенные к периферии пластинки с наличием между ними беловато-серого фона.

После этого медленно вращают анализатор до тех пор, пока наблюдаемые в поле зрения черные линии не сольются в одну утолщенную линию. Затем анализатор слегка поворачивают в обратную сторону, в результате чего образуется небольшой просвет между линиями, которые затем снова доводят до соприкосновения. В момент слияния линий их цвет из черного переходит в коричневый. Угол поворота анализатора отсчитывают по лимбу поляриметра. Ширину образца стекла (пластинки) на исследуемом участке обычно измеряют в трех точках и принимают среднее арифметическое. Величину разности хода А лучей рассчитывают по формуле

Разности хода лучей в одну волну соответствует угол поворота анализатора в 180

Так же В. Л. Инденбом предложил метод экспериментального определения внутренних напряжений по сечению пластинки закаленного стекла. Сущность его заключается в том, что по изменению двупреломления, наблюдаемого в поляризованном свете в средней части пластинки при постепенном послойном ее сошлифовании, определяют напряжения, существующие на поверхности стекла. Этот метод дает более точную характеристику "степени закалки" стекла, чем измерение двупреломления в средней плоскости образца.

Известно, что в хорошо отожженном стекле разность хода световых лучей находится в пределах одной волны, при этом интерференция показывает характерные серовато-белые цвета первого порядка, которые являются надежным критерием для установления хорошего качества отжига стекла (отсутствие значительных остаточных напряжений). Однако они не позволяют точно определить численное значение разности хода обыкновенного и необыкновенного лучей.

В плохо отожженном или закаленном стекле в результате значительных остаточных напряжений разность хода световых лучей становится уже весьма большой и характеризуется интерференционными окрасками высших порядков, которые качественно (визуально) хорошо определяются при помощи любого поляриметра.

Похожие статьи




Определение внутренних напряжений в стекле - Определение и снятие внутреннего напряжения в стекле

Предыдущая | Следующая