Úvod do aplikační oblasti metalografického mikroskopu
Metalografické vyšetření železných kovů, metalografické vyšetření neželezných kovů, metalografické vyšetření práškové metalurgie, identifikace a hodnocení tkání po povrchové úpravě materiálu.
Výběr materiálu: Mezi mikrostrukturou a vlastnostmi materiálu existuje určitá shoda, na základě které lze vybrat vhodný materiál.
Kontrola: kontrola surovin a kontrola procesu.
Kontrola odběru vzorků: Výrobní proces produktu provádí metalografickou kontrolu polotovarů, aby se zajistilo, že mikrostruktura produktu splňuje požadavky na zpracování dalšího procesu.
Hodnocení procesu: Posuzování a identifikace kvalifikace procesu produktu.
Hodnocení v provozu: Poskytněte základ pro výkon, spolehlivost a životnost součástí v provozu.
Analýza poruch: Najděte procesní a materiálové vady, abyste poskytli makro a mikroanalýzu základ pro analýzu poruch.
Různé principy zobrazování metalografického mikroskopu
1. Světlé pole, tmavé pole
Světlé pole je nejzákladnějším způsobem pozorování vzorků mikroskopem a představuje jasné pozadí v zorném poli mikroskopu. Základní princip spočívá v tom, že když je zdroj světla ozařován vertikálně nebo téměř vertikálně skrz čočku objektivu k povrchu vzorku, odráží se zpět k čočce objektivu povrchem vzorku, aby se vytvořil obraz.
Rozdíl mezi metodou osvětlení tmavého pole a jasným polem je v tom, že v oblasti pole mikroskopu je tmavé pozadí a metoda osvětlení světlého pole je vertikální nebo vertikální dopad, zatímco metoda osvětlení tmavého pole je přes šikmou plochu. osvětlení kolem čočky objektivu. Vzorek, vzorek bude rozptylovat nebo odrážet ozářené světlo a světlo rozptýlené nebo odražené vzorkem vstupuje do čočky objektivu, aby zobrazilo vzorek. Pozorováním v tmavém poli lze jasně pozorovat bezbarvé a malé krystaly nebo světle zbarvená jemná vlákna, která je obtížné pozorovat ve světlém poli v tmavém poli.
2. Polarizované světlo, interference
Světlo je druh elektromagnetické vlny a elektromagnetická vlna je druh příčné vlny, pouze příčná vlna má polarizační jev. Je definováno jako světlo, jehož elektrický vektor kmitá neměnným způsobem vzhledem ke směru šíření.
Polarizaci světla lze detekovat pomocí experimentálních nastavení. Vezměte dva identické polarizátory A a B, nechte přirozené světlo nejprve projít prvním polarizátorem A, pak se přirozené světlo také stane polarizovaným světlem, ale druhý polarizátor B je potřeba, protože ho lidské oko nedokáže rozlišit. Upevněte polarizátor A, položte polarizátor B na stejnou úroveň jako A, otočte polarizátorem B a zjistíte, že intenzita procházejícího světla se periodicky mění s rotací B a intenzita světla se bude postupně měnit z maxima na maximálně každé otočení o 90 stupňů. Zeslabením na nejtmavší a poté otočením o 90 stupňů se intenzita světla postupně zvýší od nejtmavšího k nejjasnějšímu, takže polarizátor A se nazývá polarizátor a polarizátor B se nazývá analyzátor.
Interference je jev, při kterém jsou dva sloupce koherentních vln (světla) superponovány v oblasti interakce za účelem zvýšení nebo snížení intenzity světla. Interference světla se dělí především na interferenci dvouštěrbinovou a interferenci v tenké vrstvě. Interference s dvojitou štěrbinou znamená, že světlo vyzařované dvěma nezávislými zdroji světla není koherentní světlo. Dvouštěrbinové interferenční zařízení umožňuje, aby jeden paprsek světla prošel dvojitou štěrbinou a stal se dvěma paprsky koherentního světla, které komunikují na světelné cloně a vytvářejí stabilní interferenční proužky. V experimentu s interferencemi s dvojitou štěrbinou, kdy je rozdíl dráhy od bodu na světelné cloně k dvojité štěrbině sudým násobkem poloviční vlnové délky, se v bodě objeví jasné proužky; když je dráhový rozdíl od bodu na světelné obrazovce k dvojité štěrbině lichým násobkem poloviční vlnové délky, tmavý proužek v tomto bodě je Youngova interference s dvojitou štěrbinou. Tenkovrstvá interference je jev interference mezi dvěma paprsky odraženého světla poté, co se paprsek světla odrazí od dvou povrchů filmu, což se nazývá tenkovrstvá interference. Při interferenci tenkých vrstev je dráhový rozdíl odraženého světla od předního a zadního povrchu určen tloušťkou filmu, takže stejný jasný proužek (tmavý proužek) by se měl objevit v místě, kde je tloušťka filmu stejná. tenkovrstvá interference. Protože vlnová délka světla je extrémně krátká, když tenké vrstvy interferují, dielektrický film by měl být dostatečně tenký, aby bylo možné pozorovat interferenční proužky.
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 analyzátor. Polarizátory jsou instalovány přímo před kondenzorovým systémem, aby lineárně polarizovaly světlo. V kondenzátoru je instalován hranol DIC a tento hranol dokáže rozložit paprsek světla na dva světelné paprsky (x a y) s různými směry polarizace, které svírají malý úhel. Kondenzátor vyrovnává dva paprsky světla rovnoběžně s optickou osou mikroskopu. Zpočátku mají dva paprsky světla stejnou fázi. Po průchodu sousední oblastí vzorku mají dva paprsky světla v důsledku rozdílu v tloušťce a indexu lomu vzorku rozdíl v optické dráze. V zadní ohniskové rovině čočky objektivu je instalován DIC hranol II, který spojuje dvě světelné vlny do jedné. V této době stále existují polarizační roviny (x a y) dvou paprsků světla. Poslední paprsek prochází prvním polarizačním zařízením, analyzátorem. Než paprsek vytvoří obraz DIC okuláru, je analyzátor v pravém úhlu ke směru polarizátoru. Analyzátor kombinuje dva kolmé paprsky světla do dvou paprsků se stejnou rovinou polarizace, což způsobuje jejich vzájemné rušení. Rozdíl optické dráhy mezi vlnami x a y určuje, kolik světla se propustí. Když je rozdíl optické dráhy 0, neprochází analyzátorem žádné světlo; když je rozdíl optické dráhy roven polovině vlnové délky, procházející světlo dosáhne maximální hodnoty. Proto na šedém pozadí struktura vzorku představuje rozdíl mezi světlem a tmou. Pro dosažení nejlepšího kontrastu obrazu lze rozdíl optické dráhy změnit úpravou podélného jemného doladění 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.
