Technológia analýzy lomov metalografickým mikroskopom
1. Pozorovacia metóda metalografického mikroskopu
Základným princípom metalografického mikroskopu používaného v materiálovej vede je pozorovanie stavu povrchu objektu odrazom svetla od povrchu vzorky. V dôsledku rozdielov v mikroštruktúre, kryštálovej štruktúre, chemickom zložení a drsnosti povrchu materiálu sa odraz svetla mení, čo vedie k vytvoreniu obloženia, ako je znázornené na obrázkoch 3-5.
Konečné rozlíšenie optického mikroskopu je obmedzené vlnovou dĺžkou viditeľného svetla a môže byť všeobecne určené Payleighovým kritériom, ktoré je d=0.61 λ/(N • A)
Vo vzorci: d je rozlíšenie;
λ je vlnová dĺžka viditeľného svetla
N. A je numerická apertúra.
Ak sa v metalografickom mikroskope použije zelený filter, hodnota k sa môže približne rovnať {{0}},5 μm a pre väčšie prípustné numerické apertúry s N · A 1,4 je nemožné na rozlíšenie jemných štruktúr menších ako 0,2 μm. Kvôli inherentným nevýhodám nízkeho zväčšenia a malej hĺbky ohniska sú vzorky optických mikroskopov s delenými tyčinkami obmedzené na ploché lomové povrchy, zatiaľ čo húževnaté lomové povrchy s veľkým zvlnením nemožno pozorovať a analyzovať pomocou optických mikroskopov.
Pri analýze lomových porúch sa metalografická mikroskopia používa najmä na pozorovanie mikroštruktúry materiálov a morfológie trhlín, ktoré patria do rozsahu metalografickej analýzy a tu sa nebudeme podrobnejšie zaoberať. Pri pozorovaní trhlín je potrebné nielen sledovať a analyzovať morfologické charakteristiky, orientáciu, vlastnosti a samotný začiatok a koniec trhliny, ale aj sledovať a analyzovať situáciu okolo trhliny a normálneho telesa, zmeny v mikrotvrdosť na oboch stranách trhliny, rozloženie inklúzií a morfologické charakteristiky oxidov alebo produktov korózie vo vnútri trhliny.
Nedávno sa dosiahol nový pokrok v aplikácii optickej mikroskopie na pozorovanie vetiev, so vznikom nových typov optických mikroskopov s konfokálnymi šošovkami; Okrem toho je možné použiť technológiu replikácie plastového uhlíka na pozorovanie morfológie lomu pod optickou mikroskopiou.
2. Použité hlavné optické prístroje
Nástroje používané v technológii analýzy zlomenín metalografických mikroskopov zahŕňajú najmä optické prístroje, ako je metalografický mikroskop a stereomikroskop s duálnymi šošovkami.
Vzhľadom na malú hĺbku ohniska metalografického mikroskopu sa vyžaduje, aby študovaný povrch lomu bol celkom plochý, dokonca veľmi blízko roviny. To znamená, že zvyčajne nie je možné skúmať drsné a nerovné povrchy lomov pomocou optického mikroskopu.
Pri pozorovaní povrchu lomu pod metalografickým mikroskopom sa bežne používa zväčšenie okolo 100 až 500. Pri aplikácii metalografickej analýzy na štúdium morfologických charakteristík povrchov lomu je potrebné na stolík mikroskopu nainštalovať upínacie zariadenie vzorky lomu, aby sa zabezpečilo ľubovoľné úprava obmedzenia sklonu pozorovacej plochy lomu tak, aby pozorovaná časť lomu bola kolmá na os mikroskopického stmievania.
Zvlnená morfológia povrchu lomu sťažuje úplné zaostrenie obrazu pod metalografickým mikroskopom, čo znamená, že pod metalografickým mikroskopom je možné získať len čisté obrazy menších oblastí. Na prekonanie tohto nedostatku je možné vybrať veľmi malú oblasť zorného poľa v prostredí optického mikroskopu x400 na snímanie polárnych fotografií a potom možno zaostrené časti na týchto fotografiách rovnakého zorného poľa odrezať bez toho, aby ste museli tieto fotografie prilepiť. do jedného obrázku podľa relatívnych polôh každej sekcie. Táto metóda je pomerne ťažkopádna, ale z hľadiska rozšírenia použitia optických mikroskopov je stále realizovateľná. Najmä pre jednotky, ktoré v súčasnosti nemajú elektrónovú mikroskopiu, má skôr praktický význam.
Ďalším typom optického mikroskopu je binokulárny stereomikroskop, ktorý zvyčajne používa zväčšenie xl až x 100 a má silný zmysel pre stereo videnie. Dá sa spárovať s fotografickým vybavením.
Nedávno Mclachin vyvinul optický mikroskop s väčšou hĺbkou zaostrenia, ktorý možno použiť na analýzu a štúdium morfológie mikroskopických zlomenín.
