A metallográfiai mikroszkópok képalkotó eljárásának és használatának magyarázata
A metallográfiai mikroszkóp alkalmazási területe
Vasfémek metallográfiai vizsgálata, színesfémek metallográfiai vizsgálata, porkohászat metallográfiai vizsgálata, anyagfelszíni kezelés utáni szövetazonosítás és értékelés.
Anyagválasztás: Az anyag mikroszerkezete és teljesítménye között bizonyos összefüggés van, amely alapján kiválasztható a megfelelő anyag.
Ellenőrzés: nyersanyag-ellenőrzés és folyamatellenőrzés.
Mintavételes ellenőrzés: A termék gyártási folyamata fémtani vizsgálatot végez a félkész termékeken, hogy megbizonyosodjon arról, hogy a termék mikroszerkezete megfelel a következő folyamat feldolgozási követelményeinek.
Folyamatértékelés: A termékfolyamat minősítésének megítélése, azonosítása.
Üzem közbeni értékelés: Alapot ad a használatban lévő alkatrészek megbízhatóságához, megbízhatóságához és élettartamához.
Hibaelemzés: keresse meg a folyamat- és anyaghibákat, hogy makro- és mikroelemzési alapot biztosítson a hibaelemzéshez.
A metallográfiai mikroszkóp különféle képalkotási elvei
1. Világos mező, sötét mező
A világos mező a legegyszerűbb módja a minták mikroszkópos megfigyelésének, és világos hátteret ad a mikroszkóp látóterében. Az alapelv az, hogy amikor a fényforrást függőlegesen vagy közel függőlegesen besugározzuk az objektívlencsén keresztül a minta felületére, a mintafelület visszaverődik az objektívlencsére, hogy képet készítsen.
A különbség a sötét mező megvilágítási módszere és a világos mező között az, hogy a mikroszkóp mező területén sötét háttér van, és a világos mező megvilágítási módja függőleges vagy függőleges beesés, míg a sötét mező megvilágítási módja ferde. megvilágítás az objektív körül. A minta, a minta szétszórja vagy visszaveri a besugárzott fényt, és a minta által szórt vagy visszavert fény belép az objektívlencsékbe, hogy leképezi a mintát. Sötéttérben történő megfigyeléssel egyértelműen megfigyelhetők a színtelen és kisméretű kristályok vagy világos színű finom szálak, amelyeket nehéz megfigyelni világos mezőben sötét mezőben.
2. Polarizált fény, interferencia
A fény egyfajta elektromágneses hullám, az elektromágneses hullám pedig egyfajta transzverzális hullám, csak a keresztirányú hullámnak van polarizációs jelensége. Olyan fénynek nevezzük, amelynek elektromos vektora a terjedési irányhoz képest rögzített módon rezeg.
A fény polarizációja kísérleti elrendezések segítségével detektálható. Vegyünk két egyforma A és B polarizátort, először engedjük át a természetes fényt az első A polarizátoron, majd a természetes fény polarizált fénnyé válik, de mivel az emberi szem nem tudja megkülönböztetni, szükség van az első B polarizátorra. Rögzítse az A polarizátort, helyezze a B polarizátort A-val egy szintre, fordítsa el a B polarizátort, akkor azt tapasztalhatja, hogy a B forgatásával a kibocsátott fény intenzitása periodikusan változik, és a fény intenzitása maximumról 90 fokra változik. fordulónként. Fokozatosan gyengítse a legsötétebbre, majd fordítsa el 90 fokkal a fény intenzitása fokozatosan növekszik a legsötétebbről a legfényesebbre, így az A polarizátort polarizátornak, a B polarizátort pedig analizátornak nevezik.
Az interferencia olyan jelenség, amelyben két koherens hullámoszlop (fény) helyezkedik el a kölcsönhatási területen, hogy növelje vagy csökkentse a fény intenzitását. A fény interferenciája főleg kettős rés interferenciára és vékonyréteg interferenciára oszlik. A kettős rés interferencia azt jelenti, hogy a két független fényforrás által kibocsátott fény nem koherens fény. A kettős réses interferencia eszköz egy fénysugarat áthalad a kettős résen, és két koherens fénysugárrá válik, amelyek a fényernyőn kommunikálva stabil interferenciaperemeket alkotnak. A kettős rés interferencia kísérletben, amikor a fényernyő egy pontja és a kettős rés közötti útkülönbség a félhullámhossz páros többszöröse, fényes peremek jelennek meg a ponton; ha a világos képernyő egy pontja és a kettős rés közötti útkülönbség a félhullámhossz páratlan többszöröse, a sötét perem ezen a ponton Young-féle kettős rés interferencia. A vékonyréteg-interferencia a két visszavert fénysugár közötti interferencia jelensége, miután egy fénysugarat a film két felülete visszaver, ezt nevezzük vékonyréteg-interferenciának. Vékonyréteg-interferencia esetén az elülső és a hátsó felületről visszavert fény útkülönbségét a film vastagsága határozza meg, így ugyanaz a fényes perem (sötét perem) jelenjen meg azon a helyen, ahol a film vastagsága egyenlő vékonyréteg-interferencia. A fény rendkívül rövid hullámhossza miatt, amikor a vékony filmek interferálnak, a dielektromos filmnek elég vékonynak kell lennie ahhoz, hogy megfigyelje az interferencia peremeket.
3. Differenciális interferencia kontraszt DIC
A DIC metallográfiai mikroszkóp a polarizált fény elvét használja. A transzmissziós DIC mikroszkóp főként négy speciális optikai alkatrészből áll: polarizátor, DIC prizma I, DIC prizma II és analizátor. A polarizátorokat közvetlenül a kondenzátorrendszer elé szerelik fel, hogy lineárisan polarizálják a fényt. A kondenzátorba egy DIC prizma van beépítve, és ez a prizma egy fénysugarat két különböző polarizációs irányú fénysugárra (x és y) tud felbontani, amelyek kis szöget alkotnak. A kondenzátor a két fénysugarat párhuzamosan állítja be a mikroszkóp optikai tengelyével. Kezdetben a két fénysugár azonos fázisú. Miután áthaladt a próbatest szomszédos területén, a próbadarab vastagságának és törésmutatójának különbsége miatt a két fénysugár optikai útkülönbséggel rendelkezik. Az objektív hátsó fókuszsíkjába egy DIC prizma II került beépítésre, amely egyesíti a két fényhullámot. Ekkor a két fénysugár polarizációs síkja (x és y) még létezik. Végül a nyaláb áthalad az első polarizáló eszközön, az analizátoron. Mielőtt a sugár létrehozza a szemlencse DIC-képét, az analizátor derékszögben áll a polarizátor irányára. Az analizátor két egymásra merőleges fénysugarat kombinál két, azonos polarizációs síkú sugárnyalábbá, ami interferenciát okoz. Az x és y hullámok közötti optikai útkülönbség határozza meg, hogy mennyi fényt bocsátanak ki. Ha az optikai útkülönbség 0, nem jut át fény az analizátoron; ha az optikai útkülönbség a hullámhossz felével egyenlő, az áthaladó fény eléri a maximális értéket. Ezért a szürke háttéren a minta szerkezete különbséget mutat világos és sötét között. A legjobb képkontraszt elérése érdekében az optikai útkülönbség a DIC prizma II hosszirányú finomhangolásával módosítható, ami megváltoztathatja a kép fényerejét. A DIC prizma II beállításával a minta finom szerkezete pozitív vagy negatív vetítési képet mutathat, általában az egyik oldal világos, a másik pedig sötét, ami a minta mesterséges háromdimenziós érzetét okozza.
