玻璃应力的测定.

2．测量原理
本应力仪采用的是偏振光干涉原理。仪器 的光学系统如图2所示。 由光源 1发出的光束，通过隔热片 2聚光镜 3、 4，反射镜5和起偏镜6变为平面偏振光，再通过 发散镜 8，台面玻璃 9，投射到被测试样上。如 果这个试样具有双折射性质 ( 即有内应力 ) 的， 平面偏振光就分解为振动方向互相垂直的寻常 光和非寻常光 ( 这里暂不考虑全波片的作用 ) 。 因两者传播速度不同，透出试样后，就产生了 一个光程差，最后通过检偏镜 11将看到寻常光 和非常光在同一平面内产生的具有应力特征的 干涉色图。

图2 WYL一2型应力仪光学系统图
1—· 光源；2一隔热片；3、4—聚光镜； 5--反光镜； 6—起偏镜；7一全波片；8一发散镜；9一台面玻璃； 10一被测试样； 11一检偏镜
试样干涉色与光程差的关系
颜 色 黄 黄绿 绿 蓝绿 浅蓝 紫红 红 橙黄 金黄 黄 白 视程差 900 845 770 715 685 560 535 440 370 310 260 实有程差（nm) 应力 340 285 210 张应力 155 125 0 25 120 压应力 190 250 300
玻璃种类
I-II级光学玻璃
III-IV级光学玻璃
永久应力允许值 光程差(nm/cm)
玻璃种类
空心玻璃
玻璃管
永久应力允许值 光程差(nm/cm)
2~6
10~20
60
1Biblioteka Baidu0
垂直引上平板玻璃
20~95
20~60
钢化玻璃
航空玻璃
1350~2400
25
压延玻璃
瓶罐玻璃
50~400
玻璃中的内应力可用双折射的光程差表示。当 以 nm/cm 表示时，其单位为“布”。每一个 “布”＝10-7cm2/kg。
在放入全波片的一级紫红色视场中放进被测 试样，转动被测试样至最大亮度的位置，呈现 一级干涉色。再把被测试样转动 90°，又呈现 另一种颜色。这是由于被测试样的光程差与全 波片的光程差相互迭加或相互减少的缘故。 被测试样的干涉色与光程差的关系见下表。 根据上表，可由干涉色对紫红色的偏离程度来 决定被测试样光程差 R 的大小。知道 R 和 d 就可 确定玻璃的应力级别了。 若识别干涉色有困难，可用标准片作对照。 标准片分寻常光与非常光两个振动方向排列， 共分 8 小格，从 1/8 到 1( 近似值 ) ，每格光程差 为60~80nm，具体数值注在盖板上。
1一检偏镜架； 2一裁物台； 3一手柄； 4一光源罩； 5一光源开关； 6一立柱 7一壳体； 8一盖板； 9一支架 图1 WYL一2型应力仪外貌
一、实验目的
1．了解应力仪的测量原理 2．掌握应力的测定方法及应力级别确 定方法。
二、WYL一2型应力仪测量原理
应力仪是通过透明物体内的双折射现象来 测定其内应力的。本方法可快速地、连续地鉴 定光学玻璃、瓶罐玻璃等透明材料的应力。见 图1为WYL一2型应力仪外貌。 仪器的主要技术数据： 应力测定范围：560nm(一级干涉色)以下； 全波片光程差：560mm； 检偏镜通光口径；150mm； 台面玻璃通光口径； 220mm； 检偏镜升降范围；250mm； 光源：11V／100W；． 仪器使用电源：220V。
干涉色决定于光程差的大小。光程差由下式 表示： =R/d 式中R——光程差(nm)； d——被测试样厚度(cm)； ——单位厚度上的光程差(nm/cm)。 上述系统(没有全波片)的缺点是仪器不灵敏。 就是当光程差在 200~300nm 以下时。干涉色只 呈现或明或暗的灰白色。光程差愈小，灰白色 愈不易显示出来。同时光程差有微小改变时， 干涉色不易辩别出变化、因此不能满足较小光 程差的精确测量。为此，在系统中放入一块附 加光程差为560nm的全波片7，起到了灵敏色片 的作用，在视场中呈一级紫红色。
实验六
玻璃应力的测定
概 述
一般玻璃制品都须经过退火处理，以消 除其内应力。尽管如此，玻璃制品中还会不 同程度地有残余应力，称作永久应力。有时 应力大到影响玻璃(如瓶子)的使用性能，这便 是应力缺陷。 这种缺陷一方面是由于玻璃质量不良或 玻璃成分不均匀所引起的，一般称为结构应 力。例如玻璃中存在结石、条纹或玻璃成分 不均匀时，由于各组分的热膨胀系数不同， 冷却至室温便产生应力。这类由于结石、条 纹和不均质造成的应力是很难消除的，严重 时会造成制品的炸裂。
四、实验步骤
仪器应放在半暗室内工作。操作如下： 1．把电源插头插在220V交流电源上。 2．把待测试样放在台面玻璃中心。 3．旋转试样使视场中出现亮度最大的干涉色 (没有应力的试样，不论怎样旋转，视场中始 终是紫红色，有应力的试样旋转时会出现两 种亮度最大的干涉色)。 4．根据干涉色查表或对照标准片，确定光程 差R的大小。 5．由R/d值确定玻璃应力级别。
另一类应力称为热应力，这是玻璃 制品在生产过程中各部位的温差造成的。 例如玻璃瓶在成型冷却过程中内外面冷却 速度不同，使玻璃瓶内部产生压应力，外 部产生张应力。这种情况通过退火基本上 能消除。我们所要测定的，就是这种残余 热应力的大小。 各种工业玻璃制品允许的永久应力值， 见下表
工业玻璃制品允许的永久应力值