Opis zastosowania mikroskopów metalograficznych i procesu obrazowania
Obszar zastosowań mikroskopu metalograficznego
Badania metalograficzne metali żelaznych, badania metalograficzne metali nieżelaznych, badania metalograficzne metalurgii proszków, identyfikacja i ocena tkanek po obróbce powierzchniowej materiałów.
Wybór materiału: Istnieje pewna zgodność między mikrostrukturą a właściwościami materiału, na podstawie której można wybrać odpowiedni materiał.
Sprawdź: kontrola surowców i kontrola procesu.
Kontrola wyrywkowa: W procesie wytwarzania produktu przeprowadza się kontrolę metalograficzną półproduktów, aby upewnić się, że mikrostruktura produktu spełnia wymagania przetwarzania następnego procesu.
Ocena procesu: ocenianie i identyfikacja kwalifikacji procesu produktu.
Ocena w trakcie eksploatacji: Zapewnij podstawę dla niezawodności, niezawodności i okresu eksploatacji części będących w eksploatacji.
Analiza awarii: znajdź wady procesowe i materiałowe, aby zapewnić podstawę analizy makro i mikro do analizy awarii.
Różne zasady obrazowania mikroskopu metalograficznego
1. Jasne pole, ciemne pole
Jasne pole jest najbardziej podstawowym sposobem obserwacji próbek pod mikroskopem i przedstawia jasne tło w polu widzenia mikroskopu. Podstawową zasadą jest to, że gdy źródło światła jest napromieniowane pionowo lub prawie pionowo przez soczewkę obiektywu na powierzchnię próbki, jest odbijane z powrotem do soczewki obiektywu przez powierzchnię próbki, tworząc obraz.
Różnica między metodą oświetlenia ciemnego pola a jasnym polem polega na tym, że w obszarze pola mikroskopu występuje ciemne tło, a metoda oświetlenia jasnego pola to padanie pionowe lub pionowe, podczas gdy metoda oświetlenia ciemnego pola jest ukośna oświetlenie wokół soczewki obiektywu. Próbka, próbka będzie rozpraszać lub odbijać napromieniowane światło, a światło rozproszone lub odbijane przez próbkę wchodzi do soczewki obiektywu, aby zobrazować próbkę. Obserwacja w ciemnym polu pozwala wyraźnie zaobserwować bezbarwne i małe kryształy lub jasne włókna, które są trudne do zaobserwowania w jasnym polu w ciemnym polu.
2. Światło spolaryzowane, interferencja
Światło jest rodzajem fali elektromagnetycznej, a fala elektromagnetyczna jest rodzajem fali poprzecznej, tylko fala poprzeczna ma zjawisko polaryzacji. Definiuje się je jako światło, którego wektor elektryczny drga w ustalony sposób względem kierunku rozchodzenia się.
Polaryzację światła można wykryć za pomocą układów eksperymentalnych. Weźmy dwa identyczne polaryzatory A i B, pozwólmy najpierw naturalnemu światłu przejść przez pierwszy polaryzator A, w tym czasie naturalne światło również stanie się światłem spolaryzowanym, ale drugi polaryzator B jest potrzebny, ponieważ ludzkie oko nie może go rozróżnić. Zamocuj polaryzator A, umieść polaryzator B na tym samym poziomie co A, obróć polaryzator B, a zobaczysz, że intensywność przepuszczanego światła zmienia się okresowo wraz z obrotem B, a intensywność światła będzie stopniowo zmieniać się od maksimum do maksymalnie co obrót o 90 stopni. Osłabiony do najciemniejszego, a następnie obrócony o 90 stopni, intensywność światła będzie stopniowo wzrastać od najciemniejszego do najjaśniejszego, więc polaryzator A nazywa się polaryzatorem, a polaryzator B nazywa się analizatorem.
Interferencja to zjawisko, w którym dwie kolumny spójnych fal (światła) nakładają się na siebie w obszarze interakcji, aby zwiększyć lub zmniejszyć intensywność światła. Interferencja światła dzieli się głównie na interferencję podwójnej szczeliny i interferencję cienkowarstwową. Interferencja podwójnej szczeliny oznacza, że światło emitowane przez dwa niezależne źródła światła nie jest światłem spójnym. Urządzenie interferencyjne z podwójną szczeliną powoduje, że jedna wiązka światła przechodzi przez podwójną szczelinę i staje się dwiema wiązkami spójnego światła, które komunikują się na ekranie świetlnym, tworząc stabilne prążki interferencyjne. W eksperymencie z interferencją z podwójną szczeliną, gdy różnica dróg od punktu na ekranie świetlnym do podwójnej szczeliny jest parzystą wielokrotnością połowy długości fali, w punkcie pojawiają się jasne prążki; gdy różnica dróg od punktu na ekranie świetlnym do podwójnej szczeliny jest nieparzystą wielokrotnością połowy długości fali , ciemny prążek w tym punkcie jest interferencją Younga z podwójną szczeliną. Interferencja cienkowarstwowa to zjawisko interferencji między dwiema wiązkami odbitego światła po odbiciu wiązki światła od dwóch powierzchni błony, co nazywa się interferencją cienkowarstwową. W interferencji cienkowarstwowej różnica drogi światła odbitego od przedniej i tylnej powierzchni jest określona przez grubość warstwy, więc ten sam jasny prążek (ciemny prążek) powinien pojawić się w miejscu, w którym grubość warstwy jest równa interferencja cienkowarstwowa. Ze względu na bardzo krótką długość fali światła, gdy cienkie warstwy interferują, warstwa dielektryka powinna być wystarczająco cienka, aby zaobserwować prążki interferencyjne.
3. Różnicowy kontrast interferencyjny DIC
Mikroskop metalograficzny DIC wykorzystuje zasadę działania światła spolaryzowanego. Transmisyjny mikroskop DIC ma głównie cztery specjalne elementy optyczne: polaryzator, pryzmat DIC I, pryzmat DIC II i analizator. Polaryzatory są instalowane bezpośrednio przed systemem skraplacza, aby liniowo spolaryzować światło. Pryzmat DIC jest zainstalowany w kondensatorze i ten pryzmat może rozkładać wiązkę światła na dwie wiązki światła (x i y) o różnych kierunkach polaryzacji, które tworzą mały kąt. Kondensator ustawia dwie wiązki światła równolegle do osi optycznej mikroskopu. Początkowo fazy dwóch wiązek światła są zgodne. Po przejściu przez sąsiedni obszar próbki, ze względu na różnicę grubości i współczynnika załamania próbki, dwie wiązki światła mają różnicę dróg optycznych. Pryzmat DIC II jest zainstalowany w tylnej płaszczyźnie ogniskowej obiektywu, który łączy dwie fale świetlne w jedną. W tym czasie płaszczyzny polaryzacji (x i y) dwóch wiązek światła nadal istnieją. Wreszcie wiązka przechodzi przez pierwsze urządzenie polaryzujące, analizator. Zanim wiązka utworzy obraz DIC okularu, analizator jest ustawiony pod kątem prostym do kierunku polaryzatora. Analizator łączy dwie prostopadłe wiązki światła w dwie wiązki o tej samej płaszczyźnie polaryzacji, powodując ich interferencję. Różnica dróg optycznych między falami x i y określa ilość przepuszczanego światła. Kiedy różnica dróg optycznych wynosi 0, żadne światło nie przechodzi przez analizator; gdy różnica dróg optycznych jest równa połowie długości fali, światło przechodzące przez nie osiąga wartość maksymalną. Dlatego na szarym tle struktura preparatu przedstawia różnicę między jasnym a ciemnym. W celu uzyskania najlepszego kontrastu obrazu różnicę dróg optycznych można zmienić, regulując precyzyjne dostrojenie wzdłużne pryzmatu DIC II, co może zmienić jasność obrazu. Regulacja pryzmatu DIC II może spowodować, że drobna struktura preparatu będzie przedstawiać projekcję dodatnią lub ujemną, zazwyczaj jedna strona jest jasna, a druga ciemna, co powoduje sztuczne poczucie trójwymiarowości preparatu.
