Introducere în domeniul de aplicare al microscopului metalografic
Examinarea metalografică a metalelor feroase, examinarea metalografică a metalelor neferoase, examinarea metalografică a metalurgiei pulberilor, identificarea țesuturilor și evaluarea după tratarea suprafeței materialului.
Selectarea materialului: Există o anumită corespondență între microstructura și performanța materialului, pe baza căreia poate fi selectat materialul potrivit.
Verificare: verificarea materiei prime și verificarea procesului.
Inspecția prin eșantionare: Procesul de fabricație a produsului efectuează inspecții metalografice pe semifabricate pentru a se asigura că microstructura produsului îndeplinește cerințele de procesare ale următorului proces.
Evaluarea procesului: Judecarea și identificarea calificării procesului de produs.
Evaluare în funcționare: Oferiți o bază pentru performanța, fiabilitatea și durata de viață a pieselor aflate în funcțiune.
Analiza defecțiunilor: găsiți defectele de proces și materiale, astfel încât să ofere baze de analiză macro și micro pentru analiza defecțiunilor.
Diverse principii imagistice ale microscopului metalografic
1. Câmp luminos, câmp întunecat
Câmpul luminos este cel mai elementar mod de a observa probe cu un microscop și prezintă un fundal luminos în câmpul vizual al microscopului. Principiul de bază este că atunci când sursa de lumină este iradiată vertical sau aproape vertical prin lentila obiectivului către suprafața probei, aceasta este reflectată înapoi către lentila obiectiv de către suprafața probei pentru a face o imagine.
Diferența dintre metoda de iluminare a câmpului întunecat și câmpul luminos este că există un fundal întunecat în zona câmpului microscopului, iar metoda de iluminare a câmpului luminos este incidența verticală sau verticală, în timp ce metoda de iluminare a câmpului întunecat este prin oblic. iluminarea în jurul lentilei obiectivului. Eșantionul, eșantionul va împrăștia sau reflecta lumina iradiată, iar lumina împrăștiată sau reflectată de eșantion intră în lentila obiectivului pentru a vizualiza eșantionul. Observarea câmpului întunecat poate observa în mod clar cristale mici și incolore sau fibre fine de culoare deschisă care sunt greu de observat în câmp luminos în câmp întunecat.
2. Lumină polarizată, interferență
Lumina este un fel de undă electromagnetică, iar unda electromagnetică este un fel de undă transversală, numai unda transversală are un fenomen de polarizare. Este definită ca lumină al cărei vector electric vibrează într-un mod fix în raport cu direcția de propagare.
Polarizarea luminii poate fi detectată cu ajutorul setărilor experimentale. Luați două polarizatoare identice A și B, lăsați lumina naturală să treacă mai întâi prin primul polarizator A, apoi lumina naturală devine și ea lumină polarizată, dar este necesar al doilea polarizator B pentru că ochiul uman nu îl poate distinge. Fixați polarizatorul A, puneți polarizatorul B la același nivel cu A, întoarceți polarizatorul B și puteți constata că intensitatea luminii transmise se modifică periodic odată cu rotirea lui B, iar intensitatea luminii se va schimba treptat de la maxim la maxim la fiecare rotire de 90 de grade. Slăbiți la cel mai întunecat și apoi întoarceți-vă cu 90 de grade, intensitatea luminii va crește treptat de la cea mai întunecată la cea mai strălucitoare, astfel încât polarizatorul A se numește polarizator, iar polarizatorul B se numește analizor.
Interferența este un fenomen în care două coloane de unde coerente (lumină) sunt suprapuse în zona de interacțiune pentru a crește sau a reduce intensitatea luminii. Interferența luminii este împărțită în principal în interferență cu dublă fantă și interferență cu peliculă subțire. Interferența cu dublă fantă înseamnă că lumina emisă de două surse de lumină independente nu este lumină coerentă. Dispozitivul de interferență cu dublă fantă face ca un fascicul de lumină să treacă prin fanta dublă și să devină două fascicule de lumină coerentă, care comunică pe ecranul de lumină pentru a forma franjuri de interferență stabile. În experimentul de interferență cu dublă fantă, când diferența de cale de la un punct de pe ecranul luminos la fanta dublă este un multiplu par al semilungimii de undă, în acest punct apar franjuri luminoase; când diferența de traseu de la un punct de pe ecranul de lumină la fanta dublă este un multiplu impar al semilungimii de undă, franjuri întunecate în acest punct este interferența cu fantă dublă a lui Young. Interferența filmului subțire este fenomenul de interferență între două fascicule de lumină reflectată după ce un fascicul de lumină este reflectat de cele două suprafețe ale filmului, ceea ce se numește interferență cu film subțire. În cazul interferenței cu peliculă subțire, diferența de cale a luminii reflectate de pe suprafețele din față și din spate este determinată de grosimea filmului, astfel încât aceeași franjuri luminoase (franjuri întunecate) ar trebui să apară în locul în care grosimea filmului este egală în interferența filmului subțire. Deoarece lungimea de undă a luminii este extrem de scurtă, atunci când peliculele subțiri interferează, pelicula dielectrică ar trebui să fie suficient de subțire pentru a observa franjuri de interferență.
3. Diferenţial de contrast de interferenţă DIC
Microscopul metalografic DIC folosește principiul luminii polarizate. Microscopul DIC cu transmisie are în principal patru componente optice speciale: polarizator, prisma DIC I, prisma DIC II și analizor. Polarizatoarele sunt instalate direct în fața sistemului de condensare pentru a polariza liniar lumina. În condensator este instalată o prismă DIC, iar această prismă poate descompune un fascicul de lumină în două fascicule de lumină (x și y) cu direcții de polarizare diferite, care formează un unghi mic. Condensatorul aliniază cele două fascicule de lumină paralel cu axa optică a microscopului. Inițial, cele două fascicule de lumină au aceeași fază. După trecerea prin zona adiacentă a specimenului, din cauza diferenței de grosime și a indicelui de refracție al specimenului, cele două fascicule de lumină au o diferență de cale optică. O prismă DIC II este instalată în planul focal din spate al lentilei obiectiv, care combină cele două unde luminoase într-una singură. În acest moment, planurile de polarizare (x și y) ale celor două fascicule de lumină încă există. Ultimul fascicul trece prin primul dispozitiv de polarizare, analizorul. Înainte ca fasciculul să formeze imaginea DIC a ocularului, analizorul se află în unghi drept față de direcția polarizatorului. Analizorul combină două fascicule de lumină perpendiculare în două fascicule cu același plan de polarizare, determinându-le să interfereze. Diferența de cale optică dintre undele x și y determină cât de multă lumină este transmisă. Când diferența de cale optică este 0, nicio lumină nu trece prin analizor; când diferența de cale optică este egală cu jumătate din lungimea de undă, lumina care trece prin atinge valoarea maximă. Prin urmare, pe fondul gri, structura specimenului prezintă o diferență între lumină și întuneric. Pentru a obține cel mai bun contrast al imaginii, diferența de cale optică poate fi modificată prin ajustarea reglajului fin longitudinal al prismei DIC II, care poate modifica luminozitatea imaginii. Ajustarea prismei DIC II poate face ca structura fină a specimenului să prezinte o imagine de proiecție pozitivă sau negativă, de obicei o parte este strălucitoare, iar cealaltă este întunecată, ceea ce provoacă simțul tridimensional artificial al specimenului.
