Predstavenie aplikačnej oblasti a princípu zobrazovania metalografického mikroskopu
Metalografické skúmanie železných kovov, neželezných kovov, prášková metalurgia, identifikácia a hodnotenie štruktúry po povrchovej úprave materiálov.
Výber materiálu: medzi mikroštruktúrou a vlastnosťami materiálov existuje určitá zhoda, takže je možné vybrať vhodné materiály.
Kontrola: kontrola surovín a kontrola procesu.
Kontrola odberu vzoriek: metalografické vyšetrenie polotovarov sa vykonáva v procese výroby produktu, aby sa zabezpečilo, že mikroštruktúra produktov spĺňa požiadavky na spracovanie nasledujúceho pracovného postupu.
Hodnotenie procesu: posúdiť a identifikovať kvalifikáciu procesu produktu.
Hodnotenie v prevádzke: poskytuje základ pre bezpečnosť, spoľahlivosť a životnosť dielov v prevádzke.
Analýza porúch: Zistia sa technologické a materiálové chyby, čím sa poskytne základ makro a mikroanalýzy pre analýzu príčin porúch.
Zobrazovacie princípy metalografického mikroskopu
1. Svetlé zorné pole a tmavé zorné pole
Svetlé zorné pole je najzákladnejší spôsob pozorovania vzoriek mikroskopom a predstavuje jasné pozadie v zornom poli mikroskopu. Jeho základným princípom je, že keď zdroj svetla ožaruje povrch vzorky vertikálne alebo takmer vertikálne cez šošovku objektívu, odrazí sa späť na šošovku objektívu cez povrch vzorky, aby sa vytvoril obraz.
Režim osvetlenia tmavého poľa sa líši od režimu svetlého poľa v tom, že v zornom poli mikroskopu predstavuje tmavé pozadie a režim osvetlenia svetlého poľa je vertikálny alebo vertikálny dopad, zatiaľ čo režim osvetlenia tmavého poľa je osvetliť vzorku šikmo cez okraj mimo šošovky objektívu, takže vzorka bude rozptyľovať alebo odrážať ožiarené svetlo a svetlo rozptýlené alebo odrazené vzorkou vstúpi do šošovky objektívu, aby zobrazilo vzorku. Pozorovanie v tmavom poli, môžete jasne pozorovať bezfarebné, jemné kryštály alebo jemné vlákna so svetlejšími farbami, ktoré nie je ľahké pozorovať vo svetlom poli.
2. Polarizované svetlo a rušenie
Svetlo je elektromagnetická vlna a elektromagnetická vlna je šmyková vlna a iba šmykové vlny majú polarizáciu. Je definované ako svetlo, ktorého elektrický vektor vibruje nemenným spôsobom vzhľadom na smer šírenia.
Polarizáciu svetla je možné zistiť pomocou experimentálneho zariadenia. Vezmite dva identické polarizátory A a B a najprv nechajte prirodzené svetlo cez prvý polarizátor A. V tomto čase sa prirodzené svetlo tiež stáva polarizovaným svetlom, ale ľudské oko to nedokáže rozlíšiť, takže je potrebný druhý polarizátor B. Upevnením polarizátora A, umiestnením polarizátora B na rovnakú horizontálnu rovinu ako A a otočením polarizátora B zistíme, že intenzita prechádzajúceho svetla sa periodicky mení s rotáciou B a intenzita postupne klesá z maxima na najtmavší každých 90 stupňov a potom sa po otočení o 90 stupňov postupne zvyšuje od najtmavšej po najjasnejšiu. Preto sa polarizátor A nazýva polarizátor a polarizátor B sa nazýva analyzátor.
Interferencia je jav, že dve koherentné vlny (svetlo) sú superponované v interakčnej zóne, aby sa zvýšila alebo znížila intenzita svetla. Interferencia svetla sa delí hlavne na interferenciu s dvojitou štrbinou a interferenciu s tenkým filmom. Dvojštrbinová interferencia znamená, že svetlo vyžarované dvoma nezávislými svetelnými zdrojmi nie je koherentné svetlo. Zariadenie dvojštrbinového rušenia spôsobí, že lúč svetla prejde cez dvojitú štrbinu a stane sa z neho dva koherentné svetelné lúče, ktoré spolu komunikujú na svetelnej clone a vytvárajú stabilné interferenčné prúžky. V experimente s interferenciou s dvojitou štrbinou, keď je rozdiel vzdialenosti medzi bodom na svetelnej obrazovke a dvojitou štrbinou dokonca násobkom polovičnej vlnovej dĺžky, v tomto bode sa objavia jasné pruhy; Keď je rozdiel vzdialenosti medzi bodom na obrazovke a dvojitou štrbinou nepárnym časom polovice vlnovej dĺžky, tmavý pruh v tomto bode je Youngovou interferenciou dvojitej štrbiny. Tenkovrstvová interferencia sa vzťahuje na interferenčný jav spôsobený dvoma odrazenými svetlami po odraze lúča svetla od dvoch povrchov tenkého filmu. Pri interferencii tenkého filmu je rozdiel vzdialenosti odrazeného svetla od predného a zadného povrchu určený hrúbkou filmu, takže rovnaký jasný pás (tmavý pás) pri interferencii tenkého filmu by sa mal objaviť tam, kde je hrúbka filmu rovnaká. Pretože vlnová dĺžka svetelnej vlny je extrémne krátka, dielektrický film by mal byť dostatočne tenký, aby bolo možné pozorovať interferenčné prúžky, keď tenké filmy interferujú.
3. Diferenčný interferenčný kontrast DIC
Metalografický mikroskop DIC využíva princíp polarizovaného svetla. Transmisný mikroskop DIC má hlavne štyri špeciálne optické komponenty: polarizátor, hranol DIC I, hranol DIC II a polarizátor. Polarizátor je inštalovaný priamo pred kondenzačným systémom, aby lineárne polarizoval svetlo. V kondenzátore je nainštalovaný hranol DIC, ktorý dokáže rozložiť lúč svetla na dva lúče (X a Y) s rôznymi smermi polarizácie, pričom tieto dva lúče zvierajú malý zvierací uhol. Kondenzátor nastavuje dva lúče svetla v smere rovnobežnom s optickou osou mikroskopu. * Prvé dva lúče svetla sú v rovnakej fáze. Po prechode cez priľahlú oblasť preparátu dochádza k rozdielu optickej dráhy medzi dvomi lúčmi svetla v dôsledku rozdielnej hrúbky a indexu lomu preparátu. Prizma DIC Ⅱ je inštalovaná v zadnej ohniskovej rovine šošovky objektívu, ktorá spája dve svetelné vlny do jedného lúča. V tomto čase polarizačné roviny (x a y) dvoch lúčov stále existujú. Nakoniec lúč prechádza cez polarizačné zariadenie, to znamená analyzátor. Predtým, ako lúč vytvorí obraz DIC okuláru, je analyzátor v pravom uhle k polarizátoru. Analyzátor kombinuje dve vertikálne svetelné vlny do dvoch lúčov s rovnakou polarizačnou rovinou, takže sa navzájom rušia. Rozdiel optickej dráhy medzi vlnami X a Y určuje množstvo prestupu svetla. Keď je rozdiel optickej dráhy 0, cez analyzátor neprechádza žiadne svetlo; Keď sa rozdiel optickej dráhy rovná polovici vlnovej dĺžky, prechádzajúce svetlo dosiahne veľkú hodnotu. Takže na sivom pozadí štruktúra vzorky predstavuje jasný a tmavý rozdiel. Aby kontrast obrazu dosiahol dobrý stav, rozdiel optickej dráhy je možné zmeniť úpravou vertikálneho jemného nastavenia hranola DIC II, ktorý môže zmeniť jas obrazu. Nastavenie hranola DIC ⅱ môže spôsobiť, že jemná štruktúra vzorky bude predstavovať pozitívny alebo negatívny projekčný obraz, zvyčajne jedna strana je svetlá a druhá strana je tmavá, čo spôsobuje umelý trojrozmerný dojem vzorky.
