Введення в область застосування металографічного мікроскопа
Металографічна експертиза чорних металів, металографічна експертиза кольорових металів, металографічна експертиза порошкової металургії, ідентифікація тканин та оцінка після обробки поверхні матеріалу.
Вибір матеріалу: існує певна відповідність між мікроструктурою та характеристиками матеріалу, на основі якої можна вибрати відповідний матеріал.
Перевірка: перевірка сировини та перевірка процесу.
Перевірка зразків: у процесі виробництва продукту проводиться металографічний контроль напівфабрикатів, щоб переконатися, що мікроструктура продукту відповідає вимогам обробки наступного процесу.
Оцінка процесу: Оцінка та визначення кваліфікації процесу продукту.
Оцінка в процесі експлуатації: Забезпечте основу для продуктивності, надійності та терміну служби частин, що знаходяться в експлуатації.
Аналіз відмов: знайдіть дефекти процесу та матеріалів, щоб забезпечити основу макро- та мікроаналізу для аналізу відмов.
Різні принципи зображення металографічного мікроскопа
1. Світле поле, темне поле
Світле поле — це найпростіший спосіб спостереження зразків за допомогою мікроскопа, і воно представляє яскравий фон у полі зору мікроскопа. Основний принцип полягає в тому, що коли джерело світла опромінюється вертикально або майже вертикально через лінзу об’єктива на поверхню зразка, воно відбивається назад до лінзи об’єктива поверхнею зразка, щоб створити зображення.
Різниця між методом освітлення темного поля та світлополем полягає в тому, що в області поля мікроскопа є темний фон, а метод освітлення світлого поля — вертикальний або вертикальний, а метод освітлення темного поля — через косий освітлення навколо лінзи об'єктива. Зразок, зразок буде розсіювати або відбивати опромінене світло, і світло, розсіяне або відбите зразком, потрапляє в лінзу об’єктива для зображення зразка. Спостереження в темному полі дозволяє чітко спостерігати безбарвні та маленькі кристали або світлі тонкі волокна, які важко спостерігати у світлому полі в темному полі.
2. Поляризоване світло, інтерференція
Світло є різновидом електромагнітної хвилі, а електромагнітна хвиля є різновидом поперечної хвилі, лише поперечна хвиля має явище поляризації. Він визначається як світло, електричний вектор якого вібрує фіксованим чином відносно напрямку поширення.
Поляризацію світла можна виявити за допомогою експериментальних установок. Візьміть два ідентичних поляризатора A і B, пропустіть природне світло спочатку через перший поляризатор A, тоді природне світло також стане поляризованим світлом, але потрібен другий поляризатор B, оскільки людське око не може його розрізнити. Зафіксуйте поляризатор A, розташуйте поляризатор B на одному рівні з A, поверніть поляризатор B, і ви побачите, що інтенсивність світла, що проходить, періодично змінюється з обертанням B, і інтенсивність світла поступово змінюватиметься від максимальної до максимум кожні оберти на 90 градусів. Послабте до найтемнішого, а потім поверніть на 90 градусів, інтенсивність світла поступово збільшуватиметься від найтемнішого до найяскравішого, тому поляризатор A називається поляризатором, а поляризатор B — аналізатором.
Інтерференція — це явище, при якому два стовпчики когерентних хвиль (світла) накладаються в зоні взаємодії для збільшення або зменшення інтенсивності світла. Інтерференція світла в основному поділяється на подвійну щілинну інтерференцію та тонкоплівкову інтерференцію. Подвійна інтерференція означає, що світло, випромінюване двома незалежними джерелами світла, не є когерентним світлом. Інтерференційний пристрій з подвійною щілиною змушує один промінь світла проходити через подвійну щілину і перетворюватися на два пучки когерентного світла, які взаємодіють на світловому екрані, утворюючи стабільні інтерференційні смуги. В експерименті з інтерференцією подвійної щілини, коли різниця шляху від точки на світловому екрані до подвійної щілини є парним кратним напівдовжині хвилі, у точці з’являються яскраві смуги; коли різниця шляху від точки на світловому екрані до подвійної щілини є непарним кратним напівдовжині хвилі, темна смуга в цій точці є інтерференцією подвійної щілини Юнга. Тонкоплівкова інтерференція — це явище інтерференції двох променів відбитого світла після того, як промінь світла відбито двома поверхнями плівки, яке називається тонкоплівковою інтерференцією. При тонкоплівковій інтерференції різниця ходу відбитого світла від передньої та задньої поверхонь визначається товщиною плівки, тому однакова яскрава смуга (темна смуга) повинна з’являтися в тому місці, де товщина плівки дорівнює тонкоплівкова інтерференція. Оскільки довжина хвилі світла надзвичайно коротка, коли тонкі плівки інтерферують, діелектрична плівка має бути достатньо тонкою, щоб спостерігати інтерференційні смуги.
3. Диференційний інтерференційний контраст ДВС
Металографічний мікроскоп DIC використовує принцип поляризованого світла. Трансмісійний мікроскоп DIC в основному має чотири спеціальні оптичні компоненти: поляризатор, призму DIC I, призму DIC II та аналізатор. Поляризатори встановлюються безпосередньо перед конденсаторною системою для лінійної поляризації світла. У конденсорі встановлена призма DIC, яка може розкласти промінь світла на два пучки світла (x і y) з різними напрямками поляризації, які утворюють невеликий кут. Конденсатор вирівнює два пучки світла паралельно оптичній осі мікроскопа. Спочатку два пучки світла мають однакову фазу. Після проходження через сусідню ділянку зразка через різницю в товщині та показнику заломлення зразка два пучки світла мають оптичну різницю ходу. Призма DIC II встановлена на задній фокальній площині лінзи об’єктива, яка об’єднує дві світлові хвилі в одну. У цей час площини поляризації (x і y) двох пучків світла все ще існують. Останній промінь проходить через перший поляризаційний пристрій, аналізатор. Перш ніж промінь сформує зображення DIC окуляра, аналізатор знаходиться під прямим кутом до напрямку поляризатора. Аналізатор поєднує два перпендикулярні пучки світла в два пучки з однаковою площиною поляризації, викликаючи їх інтерференцію. Різниця оптичного шляху між хвилями x і y визначає, скільки світла пропускається. Коли різниця оптичного шляху становить 0, світло не проходить через аналізатор; коли оптична різниця ходу дорівнює половині довжини хвилі, світло, що проходить, досягає максимального значення. Тому на сірому фоні структура зразка представляє різницю між світлим і темним. Щоб досягти найкращого контрасту зображення, оптичну різницю шляху можна змінити, регулюючи поздовжнє тонке налаштування призми DIC II, яка може змінювати яскравість зображення. Налаштування призми DIC II може зробити тонку структуру зразка позитивним або негативним проекційним зображенням, зазвичай одна сторона яскрава, а інша темна, що створює штучне тривимірне відчуття зразка.
