Descripció de l'ús dels microscopis metal·logràfics i del procés d'imatge
Camp d'aplicació del microscopi metal·logràfic
Examen metal·logràfic de metalls ferrosos, examen metal·logràfic de metalls no fèrrics, examen metal·logràfic de metal·lúrgia de pols, identificació i avaluació de teixits després del tractament superficial del material.
Selecció del material: hi ha una certa correspondència entre la microestructura i el rendiment del material, en funció de la qual es pot seleccionar el material adequat.
Comprovació: control de matèries primeres i control del procés.
Inspecció de mostreig: el procés de fabricació del producte realitza una inspecció metal·logràfica de productes semielaborats per assegurar-se que la microestructura del producte compleix els requisits de processament del següent procés.
Avaluació del procés: jutjar i identificar la qualificació del procés del producte.
Avaluació en servei: proporcionar una base per a la fiabilitat, fiabilitat i vida útil de les peces en servei.
Anàlisi de fallades: trobar defectes del procés i dels materials, per tal de proporcionar una base d'anàlisi macro i micro per a l'anàlisi de fallades.
Diversos principis d'imatge del microscopi metalogràfic
1. Camp clar, camp fosc
El camp brillant és la forma més bàsica d'observar mostres amb un microscopi, i presenta un fons brillant en el camp de visió del microscopi. El principi bàsic és que quan la font de llum s'irradia verticalment o gairebé verticalment a través de la lent de l'objectiu fins a la superfície de la mostra, la superfície de la mostra la reflecteix de nou a la lent de l'objectiu per fer una imatge.
La diferència entre el mètode d'il·luminació del camp fosc i el camp brillant és que hi ha un fons fosc a l'àrea del camp del microscopi, i el mètode d'il·luminació del camp brillant és d'incidència vertical o vertical, mentre que el mètode d'il·luminació del camp fosc és a través de l'oblic. il·luminació al voltant de la lent de l'objectiu. La mostra, la mostra dispersarà o reflectirà la llum irradiada, i la llum dispersa o reflectida per la mostra entra a la lent de l'objectiu per a la imatge de la mostra. L'observació en camp fosc pot observar clarament cristalls incolors i petits o fibres fines de color clar que són difícils d'observar en camp brillant en camp fosc.
2. Llum polaritzada, interferència
La llum és una mena d'ona electromagnètica, i l'ona electromagnètica és una mena d'ona transversal, només l'ona transversal té un fenomen de polarització. Es defineix com la llum el vector elèctric de la qual vibra de manera fixa respecte a la direcció de propagació.
La polarització de la llum es pot detectar amb l'ajut de configuracions experimentals. Agafeu dos polaritzadors idèntics A i B, deixeu que la llum natural passi primer pel primer polaritzador A, en aquest moment la llum natural també es converteix en llum polaritzada, però el segon polaritzador B és necessari perquè l'ull humà no el pot distingir. Fixeu el polaritzador A, col·loqueu el polaritzador B al mateix nivell que A, gireu el polaritzador B i podreu trobar que la intensitat de la llum transmesa canvia periòdicament amb la rotació de B i la intensitat de la llum canviarà gradualment del màxim a màxim cada gir de 90 graus. Debilitar-se al més fosc i després girar 90 graus, la intensitat de la llum augmentarà gradualment del més fosc al més brillant, de manera que el polaritzador A s'anomena polaritzador i el polaritzador B s'anomena analitzador.
La interferència és un fenomen en el qual dues columnes d'ones coherents (llum) es superposen a l'àrea d'interacció per augmentar o disminuir la intensitat de la llum. La interferència de la llum es divideix principalment en interferències de doble escletxa i interferències de pel·lícula prima. La interferència de doble escletxa significa que la llum emesa per dues fonts de llum independents no és llum coherent. El dispositiu d'interferència de doble escletxa fa que un feix de llum passi a través de la doble escletxa i es converteixi en dos feixos de llum coherent, que es comuniquen a la pantalla de llum per formar serrells d'interferència estables. A l'experiment d'interferència de doble escletxa, quan la diferència de camí des d'un punt de la pantalla de llum a la doble escletxa és un múltiple parell de la mitja longitud d'ona, apareixen serrells brillants al punt; quan la diferència de camí des d'un punt de la pantalla de llum a la doble escletxa és un múltiple imparell de la mitja longitud d'ona, la franja fosca en aquest punt és la interferència de la doble escletxa de Young. La interferència de pel·lícula prima és el fenomen d'interferència entre dos feixos de llum reflectida després que un feix de llum sigui reflectit per les dues superfícies de la pel·lícula, que s'anomena interferència de pel·lícula prima. En la interferència de pel·lícula prima, la diferència de recorregut de la llum reflectida de les superfícies frontal i posterior està determinada pel gruix de la pel·lícula, de manera que el mateix serrell brillant (serrell fosc) hauria d'aparèixer al lloc on el gruix de la pel·lícula és igual en interferència de pel·lícula prima. A causa de la longitud d'ona extremadament curta de la llum, quan les pel·lícules primes interfereixen, la pel·lícula dielèctrica hauria de ser prou fina per observar serrells d'interferència.
3. Contrast d'interferència diferencial DIC
El microscopi metal·logràfic DIC utilitza el principi de la llum polaritzada. El microscopi DIC de transmissió té principalment quatre components òptics especials: polaritzador, prisma DIC I, prisma DIC II i analitzador. Els polaritzadors s'instal·len directament davant del sistema de condensadors per polaritzar linealment la llum. S'instal·la un prisma DIC al condensador, i aquest prisma pot descompondre un feix de llum en dos feixs de llum (x i y) amb diferents direccions de polarització, que formen un petit angle. El condensador alinea els dos feixos de llum paral·lels a l'eix òptic del microscopi. Inicialment, les fases dels dos feixos de llum són coherents. Després de passar per la zona adjacent de la mostra, a causa de la diferència en el gruix i l'índex de refracció de la mostra, els dos feixos de llum tenen una diferència de camí òptic. S'instal·la un prisma DIC II al pla focal posterior de la lent de l'objectiu, que combina les dues ones de llum en una sola. En aquest moment, encara existeixen els plans de polarització (x i y) dels dos feixos de llum. Finalment el feix passa pel primer dispositiu polaritzador, l'analitzador. Abans que el feix formi la imatge DIC de l'ocular, l'analitzador es troba en angle recte amb la direcció del polaritzador. L'analitzador combina dos feixos de llum perpendiculars en dos feixos amb el mateix pla de polarització, fent-los interferir. La diferència de camí òptic entre les ones x i y determina quanta llum es transmet. Quan la diferència del camí òptic és 0, cap llum passa per l'analitzador; quan la diferència de la trajectòria òptica és igual a la meitat de la longitud d'ona, la llum que hi passa arriba al valor màxim. Per tant, sobre el fons gris, l'estructura de l'exemplar presenta una diferència entre clar i fosc. Per tal d'aconseguir el millor contrast d'imatge, la diferència del camí òptic es pot canviar ajustant l'afinació longitudinal del prisma DIC II, que pot canviar la brillantor de la imatge. L'ajust del prisma DIC II pot fer que l'estructura fina de l'exemplar presenti una imatge de projecció positiva o negativa, normalment un costat és brillant i l'altre costat és fosc, cosa que provoca el sentit tridimensional artificial de l'exemplar.
