《低膨胀玻璃线热膨胀系数试验方法 激光干涉法》征求意见
- 2023/6/28 13:45:00 23986
- 来源：仪表网
【仪表网 行业标准】近日，由中国建筑材料科学研究总院有限公司 、中国建材检验认证集团股份有限公司 、中建材衢州金格兰石英有限公司等单位起草，TC447(全国工业玻璃和特种玻璃标准化技术委员会)归口的国家标准计划《低膨胀玻璃线热膨胀系数试验方法 激光干涉法》征求意见稿已编制完成，现公开征求意见。
本文件按照GB/T 1.1-2020《标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。
本文件规定了激光法检测低膨胀玻璃线热膨胀系数试验方法的术语和定义、原理、试验装置、试样、试验条件、试验步骤、数据处理、检验报告等。
本文件适用于线热膨胀系数不大于10-7/℃的低膨胀玻璃(包括超低膨胀石英玻璃、超低膨胀微晶玻璃和高纯石英玻璃等品种)线热膨胀系数的测试，其他低膨胀固体材料可参考使用。
原理：
在特定气氛下，以一定的升温速率加热试样至设定的温度，测量试样的长度变化，记录温度变化，计算试样在一定温度范围内的平均线热膨胀系数或特定温度下的瞬时线热膨胀系数。其中，试样的长度变化采用迈克尔逊激光干涉原理进行测量，即通过激光干涉仪测量试样长度随着温度变化引起的干涉条纹变化量，根据干涉条纹变化量计算出试样的长度变化量。
试验装置：
1.总则
激光干涉热膨胀仪至少应由样品支架与顶杆、迈克尔逊干涉法膨胀位移激光测量系统、炉体及升降温系统、温度测量与控制系统及量具组成。
2.样品支架与顶杆
样品支架与顶杆(包括样品顶杆和参比顶杆)均由经退火处理的相同牌号石英玻璃制成。样品支架起支撑待测试样的作用。样品顶杆和参比顶杆均为中空结构，内部为真空状态，且在顶杆下端的内壁镀有反射层，用于反射迈克尔逊干涉仪的入射激光光束至探测器中。参比顶杆入射与反射光路称为参比光路，样品顶杆入射与反射光路称为测量光路。测试过程随着温度的上升或者下降，参比光路光程不变，测量光路由于待测样品随着温度变化而引起样品发生形变，样品形变量促进样品顶杆发生移动进而引起测量光路光程发生变化，使干涉条纹移动，干涉条纹移动数目对应样品形变量。
3.迈克尔逊干涉法膨胀位移激光测量系统
激光光源通过采用光纤传导的形式与传感器探头耦合，结合顶杆上的反射层组成微型干涉仪。测试过程中将反射层的运动转换成相干的光学信号，这些光信号被传送到信号处理模块进行处理，最终将样品的长度变化值转换为数字信号。
4.炉体及升降温系统
该系统主要保证样品按照设定的升降温速率，在设定的温度区间内进行测试。试验升温过程通过炉体内部的电感发热体对样品进行加热。降温过程通过向炉体内部注入液氮实现冷却待测样品的目的。
5.千分尺
符合GB/T 1216要求的千分尺或符合GB/T 21389要求的游标类卡尺，20℃下的不确定度应不大于0.1%。
试样：
除特殊要求外，试验样品应满足以下要求：
a)要求待测试样不会在所选温度范围内熔化或发生化学反应，且具有刚性固体特征，即在试验温度和仪器所予应力下，试样的蠕变或弹性应变速率是可忽略的，不会对热长度变的测量产生可见的影响；
b)试样在进行试验之前，应经过退火处理，退火后应力双折射值应不大于10纳米每厘米(nm/cm)；
c)玻璃试样内应无肉眼可见条纹、气泡、结石等夹杂物；
d)样品规格为Φ(6～7)mm×20mm±0.5mm的圆棒，两端面精磨或抛光，平行度应不大于2′，并保证其端面与试样主轴垂直；
e)试样数量：2个。
试验条件：
除特殊要求外，试验应在下述条件下进行：
a)环境温度：20℃±5℃，波动小于1℃；
b)温度范围：-150℃～+500℃；
c)控温不确定度：±1℃；
d)膨胀量的测量不确定度：±0.3nm；
e)温度控制能力：程序控温下能以0.1℃/min～10℃/min的速率均匀地升降温，炉体均匀温度区应保证样品长度方向上的温差在±1℃范围内。
检验报告：
检验报告至少应包括以下内容：
a)采用的标准名称及标准号；
b)试样信息，包括试样名称、规格、数量及来源，试样编号；
c)检验结果；
d)检验地点、日期、检验仪器及检验人员签名。
更多详情请见附件。
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