Představení aplikační oblasti a principu zobrazování metalografického mikroskopu
Metalografické zkoumání železných kovů, neželezných kovů, prášková metalurgie, identifikace a hodnocení struktury po povrchové úpravě materiálů.
Výběr materiálu: mezi mikrostrukturou a vlastnostmi materiálů existuje určitá korespondence, takže lze vybrat vhodné materiály.
Kontrola: kontrola surovin a kontrola procesu.
Kontrola odběru vzorků: metalografické zkoumání polotovarů se provádí ve výrobním procesu produktu, aby se zajistilo, že mikrostruktura produktů odpovídá zpracovatelským požadavkům dalšího pracovního postupu.
Hodnocení procesu: posoudit a identifikovat kvalifikaci procesu produktu.
Hodnocení v provozu: poskytuje základ pro bezpečnost, spolehlivost a životnost součástí v provozu.
Analýza poruch: jsou nalezeny technologické a materiálové vady, čímž se poskytuje makro a mikroanalýza základ pro analýzu příčin poruch.
Principy zobrazování metalografického mikroskopu
1. Světlé zorné pole a tmavé zorné pole
Jasné zorné pole je nejzákladnějším způsobem pozorování vzorků mikroskopem a představuje jasné pozadí v zorném poli mikroskopu. Jeho základním principem je, že když světelný zdroj ozařuje povrch vzorku vertikálně nebo téměř vertikálně skrz čočku objektivu, odráží se zpět k čočce objektivu přes povrch vzorku, aby se vytvořil obraz.
Režim osvětlení tmavého pole se liší od režimu světlého pole v tom, že představuje tmavé pozadí v zorném poli mikroskopu a režim osvětlení světlého pole je vertikální nebo vertikální dopad, zatímco režim osvětlení tmavého pole je osvětlit vzorek šikmo přes periferii vně čočky objektivu, takže vzorek bude rozptylovat nebo odrážet ozářené světlo a světlo rozptýlené nebo odražené vzorkem vstoupí do čočky objektivu pro zobrazení vzorku. Pozorování v tmavém poli, můžete jasně pozorovat bezbarvé, jemné krystaly nebo jemná vlákna se světlejšími barvami, které není snadné pozorovat ve světlém poli.
2. Polarizované světlo a interference
Světlo je elektromagnetická vlna a elektromagnetická vlna je smyková vlna a pouze smykové vlny mají polarizaci. Je definováno jako světlo, jehož elektrický vektor vibruje neměnným způsobem vzhledem ke směru šíření.
Polarizaci světla lze detekovat pomocí experimentálního zařízení. Vezměte dva identické polarizátory A a B a propusťte přirozené světlo nejprve prvním polarizátorem A. V této době se přirozené světlo také stává polarizovaným světlem, ale lidské oko to nedokáže rozlišit, takže je potřeba druhý polarizátor B. Upevněním polarizátoru A, umístěním polarizátoru B do stejné vodorovné roviny jako A a otočením polarizátoru B zjistíme, že intenzita procházejícího světla se periodicky mění s rotací B a intenzita postupně klesá z maxima na nejtmavší každých 90 stupňů a poté se po otočení o 90 stupňů postupně zvyšuje od nejtmavší k nejjasnější. Proto se polarizátor A nazývá polarizátor a polarizátor B se nazývá analyzátor.
Interference je jev, že dvě koherentní vlny (světlo) jsou superponovány v zóně interakce, aby se zvýšila nebo snížila intenzita světla. Interference světla se dělí hlavně na interferenci dvojitou štěrbinou a interferenci tenkého filmu. Interference s dvojitou štěrbinou znamená, že světlo vyzařované dvěma nezávislými zdroji světla není koherentní světlo. Zařízení dvouštěrbinové interference způsobí, že paprsek světla prochází přes dvojitou štěrbinu a stává se dvěma koherentními světelnými paprsky, které spolu komunikují na světelné cloně a vytvářejí stabilní interferenční proužky. V experimentu s interferencemi s dvojitou štěrbinou, kdy je rozdíl vzdálenosti mezi bodem na světelné obrazovce a dvojitou štěrbinou dokonce násobkem poloviny vlnové délky, se v tomto bodě objeví jasné pruhy; Když je rozdíl vzdálenosti mezi bodem na obrazovce a dvojitou štěrbinou liché časy poloviny vlnové délky, tmavý proužek v tomto bodě je Youngovou interferencí dvojité štěrbiny. Tenkovrstvá interference se týká interferenčního jevu způsobeného dvěma odraženými světly poté, co se paprsek světla odrazí od dvou povrchů tenkého filmu. Při interferenci tenkého filmu je rozdíl vzdálenosti odraženého světla od předního a zadního povrchu určen tloušťkou filmu, takže stejný jasný pruh (tmavý pruh) v interferenci tenkého filmu by se měl objevit tam, kde je tloušťka filmu stejná. Protože vlnová délka světelné vlny je extrémně krátká, dielektrický film by měl být dostatečně tenký, aby bylo možné pozorovat interferenční proužky, když tenké filmy interferují.
3. Diferenční interferenční kontrast DIC
Metalografický mikroskop DIC využívá principu polarizovaného světla. Transmisní mikroskop DIC má především čtyři speciální optické komponenty: polarizátor, hranol DIC I, hranol DIC II a polarizátor. Polarizátor je instalován přímo před kondenzorovým systémem, aby lineárně polarizoval světlo. V kondenzoru je instalován hranol DIC, který dokáže rozložit paprsek světla na dva paprsky (X a Y) s různými směry polarizace a tyto dva paprsky svírají malý sevřený úhel. Kondenzátor nastavuje dva paprsky světla ve směru rovnoběžném s optickou osou mikroskopu. * První dva paprsky světla jsou ve stejné fázi. Po průchodu sousední oblastí vzorku dochází k rozdílu optické dráhy mezi dvěma paprsky světla v důsledku různé tloušťky a indexu lomu vzorku. Prizma DIC Ⅱ je instalována v zadní ohniskové rovině čočky objektivu, která kombinuje dvě světelné vlny do jednoho paprsku. V tomto okamžiku polarizační roviny (x a y) dvou paprsků stále existují. Nakonec paprsek prochází polarizačním zařízením, tedy analyzátorem. Než paprsek vytvoří obraz okuláru DIC, je analyzátor v pravém úhlu k polarizátoru. Analyzátor kombinuje dvě vertikální světelné vlny do dvou paprsků se stejnou polarizační rovinou, takže se vzájemně ruší. Rozdíl optické dráhy mezi vlnami X a Y určuje množství propustnosti světla. Když je rozdíl optické dráhy 0, neprochází analyzátorem žádné světlo; Když je rozdíl optické dráhy roven polovině vlnové délky, procházející světlo dosáhne velké hodnoty. Takže na šedém pozadí struktura vzorku představuje jasný a tmavý rozdíl. Aby kontrast obrazu dosáhl dobrého stavu, lze rozdíl optické dráhy změnit úpravou vertikálního jemného nastavení hranolu DIC II, který může změnit jas obrazu. Nastavení hranolu DIC ⅱ může způsobit, že jemná struktura vzorku představuje pozitivní nebo negativní projekční obraz, obvykle jedna strana je světlá a druhá strana je tmavá, což způsobuje umělý trojrozměrný dojem vzorku.
