D4 Polariscopía (Birrefringencia y Esfuerzo Residual)

Tópico

El esfuerzo residual congelado dentro de este vidrio templado, resultado del proceso de templado térmico o químico que describe otro modelo de este conjunto, es lo que mide este modelo mediante birrefringencia fotoelástica: un vidrio sin esfuerzo residual es ópticamente isótropo, y la luz se propaga a la misma velocidad en cualquier dirección dentro de él, pero un vidrio con esfuerzo residual congelado deja de serlo. Que este vidrio quede con esfuerzo residual congelado, en lugar de sin ningún esfuerzo, hace que dentro de él la luz ya no se propague igual en todas direcciones.

Que el esfuerzo residual congelado en este vidrio produzca esta pérdida de isotropía óptica es lo que describe la ley foto-elástica: la luz que se propaga en la dirección paralela al esfuerzo residual viaja a una velocidad distinta que la luz que se propaga en la dirección perpendicular a ese mismo esfuerzo, y es esta diferencia de velocidad la que constituye la birrefringencia del vidrio. Que el esfuerzo residual congelado sea mayor hace que esta birrefringencia sea, según la misma ley foto-elástica, proporcionalmente mayor; que el esfuerzo residual sea menor, hace que la birrefringencia sea proporcionalmente menor.

Que esta birrefringencia exista dentro del vidrio es lo que permite medirla experimentalmente: al hacer pasar luz polarizada a través del vidrio, la diferencia de velocidad entre ambas direcciones produce, a la salida, un desfase entre las dos componentes de esa luz, medido como retardo óptico. Que este retardo óptico se mida experimentalmente hace que, aplicando la misma ley foto-elástica en sentido inverso, pueda convertirse directamente en el esfuerzo residual congelado que lo produjo.

Por eso este modelo, con el esfuerzo residual congelado con el que se abrió, es un control de calidad esencial para otro modelo de este conjunto, el que describe el templado térmico o químico del vidrio: que este modelo mida, sin destruir la pieza, el esfuerzo residual congelado que ese proceso de templado dejó dentro del vidrio hace que pueda confirmarse si el templado alcanzó la magnitud y la distribución de esfuerzo residual que se buscaba, incluida la zona de tensión de núcleo que, si contiene una inclusión que se expande, puede llegar a producir la fractura espontánea que describe otro modelo distinto de este conjunto.

ID:4537