Знакомство с областью применения металлографического микроскопа и принципом визуализации
Область применения металлографического микроскопа
Металлографическое исследование черных металлов, металлографическое исследование цветных металлов, металлографическое исследование порошковой металлургии, идентификация и оценка тканей после обработки поверхности материала.
Выбор материала: Существует определенное соответствие между микроструктурой и характеристиками материала, на основе которого можно выбрать подходящий материал.
Проверка: проверка сырья и проверка процесса.
Выборочный контроль: в процессе производства продукта проводится металлографический контроль полуфабрикатов, чтобы убедиться, что микроструктура продукта соответствует требованиям обработки следующего процесса.
Оценка процесса: оценка и определение квалификации процесса продукта.
Эксплуатационная оценка: обеспечивает основу для надежности, безотказности и срока службы деталей, находящихся в эксплуатации.
Анализ отказов: найдите дефекты процесса и материала, чтобы обеспечить основу макро- и микроанализа для анализа отказов.
Различные принципы визуализации металлографического микроскопа
1. Светлое поле, темное поле
Светлое поле — это самый простой способ наблюдения образцов с помощью микроскопа, и оно представляет собой яркий фон в поле зрения микроскопа. Основной принцип заключается в том, что когда источник света направляется вертикально или почти вертикально через линзу объектива на поверхность образца, он отражается обратно к линзе объектива поверхностью образца, создавая изображение.
Отличие метода освещения темного поля от светлого поля заключается в том, что в области поля микроскопа имеется темный фон, а метод освещения светлого поля — вертикальное или вертикальное падение, а метод освещения темного поля — сквозное косое. освещение вокруг объектива. Образец, образец будет рассеивать или отражать излучаемый свет, а свет, рассеянный или отраженный образцом, попадает в линзу объектива для изображения образца. Наблюдение в темном поле позволяет четко наблюдать бесцветные и мелкие кристаллы или светлые тонкие волокна, которые трудно наблюдать в светлом поле в темном поле.
2. Поляризованный свет, интерференция
Свет - это разновидность электромагнитной волны, а электромагнитная волна - это разновидность поперечной волны, только поперечная волна имеет явление поляризации. Он определяется как свет, электрический вектор которого колеблется фиксированным образом относительно направления распространения.
Поляризацию света можно обнаружить с помощью экспериментальных установок. Возьмем два одинаковых поляризатора А и В, пусть естественный свет сначала пройдет через первый поляризатор А, тогда естественный свет тоже станет поляризованным светом, но нужен первый поляризатор В, потому что человеческий глаз не может его различить. Зафиксируйте поляризатор A, поместите поляризатор B на тот же уровень, что и A, поверните поляризатор B, вы можете обнаружить, что интенсивность проходящего света периодически меняется при вращении B, а интенсивность света будет меняться от максимума до 90 градусов. за ход. Постепенно ослабляйте до самого темного, а затем поворачивайте на 90 градусов, интенсивность света будет постепенно увеличиваться от самого темного до самого яркого, поэтому поляризатор A называется поляризатором, а поляризатор B называется анализатором.
Интерференция — это явление, при котором два столба когерентных волн (света) накладываются в области взаимодействия для увеличения или уменьшения интенсивности света. Интерференция света в основном делится на двухщелевую интерференцию и тонкопленочную интерференцию. Двухщелевая интерференция означает, что свет, излучаемый двумя независимыми источниками света, не является когерентным светом. Двухщелевое интерференционное устройство заставляет один луч света проходить через двойную щель и становиться двумя лучами когерентного света, которые взаимодействуют на световом экране, образуя устойчивые интерференционные полосы. В эксперименте с двухщелевой интерференцией, когда разность хода от точки на световом экране до двойной щели четно кратна половине длины волны, в точке появляются яркие полосы; когда разность хода от точки на световом экране до двойной щели кратна половине длины волны , темная полоса в этой точке является двухщелевой интерференцией Юнга. Тонкопленочная интерференция - это явление интерференции между двумя лучами отраженного света после того, как луч света отражается двумя поверхностями пленки, что называется тонкопленочной интерференцией. При тонкопленочной интерференции разность хода отраженного света от передней и задней поверхностей определяется толщиной пленки, поэтому одинаковая светлая полоса (темная полоса) должна появиться в том месте, где толщина пленки одинакова. тонкопленочная интерференция. Из-за чрезвычайно короткой длины волны света, когда интерферируют тонкие пленки, диэлектрическая пленка должна быть достаточно тонкой, чтобы наблюдать интерференционные полосы.
3. Дифференциально-интерференционный контраст ДИК
Металлографический микроскоп ДИК использует принцип поляризованного света. Трансмиссионный ДИК-микроскоп в основном состоит из четырех специальных оптических компонентов: поляризатора, ДИК-призмы I, ДИК-призмы II и анализатора. Поляризаторы устанавливаются непосредственно перед системой конденсаторов для линейной поляризации света. В конденсоре установлена призма ДИК, и эта призма может разлагать пучок света на два луча света (х и у) с разными направлениями поляризации, которые образуют небольшой угол. Конденсор направляет два луча света параллельно оптической оси микроскопа. Изначально два луча света имеют одинаковую фазу. После прохождения через соседнюю область образца из-за разницы в толщине и показателе преломления образца два луча света имеют разность оптических путей. В задней фокальной плоскости объектива установлена призма ДИК II, которая объединяет две световые волны в одну. В это время плоскости поляризации (x и y) двух лучей света все еще существуют. Наконец, луч проходит через первое поляризационное устройство — анализатор. Прежде чем луч формирует изображение ДИК окуляра, анализатор находится под прямым углом к направлению поляризатора. Анализатор объединяет два перпендикулярных луча света в два луча с одной и той же плоскостью поляризации, вызывая их интерференцию. Разность оптических путей между волнами x и y определяет, сколько света передается. Когда разность оптических путей составляет 0, свет не проходит через анализатор; когда оптическая разность хода равна половине длины волны, проходящий свет достигает максимального значения. Поэтому на сером фоне структура образца представляет собой различие между светлым и темным. Для достижения наилучшего контраста изображения разность оптических путей можно изменить, отрегулировав продольную точную настройку призмы DIC II, которая может изменить яркость изображения. Регулировка призмы DIC II может привести к тому, что тонкая структура образца будет представлять положительное или отрицательное проекционное изображение, обычно одна сторона светлая, а другая темная, что создает искусственное трехмерное ощущение образца.
