A metallográfiai mikroszkóp alkalmazási területének és képalkotási elvének bemutatása
Vasfémek, színesfémek metallográfiai vizsgálata, porkohászat, anyagok felületkezelése utáni szerkezet azonosítása, értékelése.
Anyagválasztás: bizonyos összefüggés van az anyagok mikroszerkezete és tulajdonságai között, így kiválaszthatók a megfelelő anyagok.
Ellenőrzés: nyersanyag-ellenőrzés és folyamatellenőrzés.
Mintavételi ellenőrzés: a félkész termékek metallográfiai vizsgálata a termékgyártási folyamatban történik, hogy a termékek mikroszerkezete megfeleljen a következő munkafolyamat feldolgozási követelményeinek.
Folyamatértékelés: a termékfolyamat minősítésének megítélése és azonosítása.
Üzem közbeni értékelés: alapot ad a használatban lévő alkatrészek biztonságához, megbízhatóságához és élettartamához.
Hibaelemzés: technológiai és anyaghibákat találunk, így makro- és mikroelemzési alapot biztosítunk a meghibásodási okok elemzéséhez.
A metallográfiai mikroszkóp képalkotási elvei
1. Világos látómező és sötét látómező
A világos látómező a legalapvetőbb módja a minták mikroszkópos megfigyelésének, és világos hátteret ad a mikroszkóp látóterében. Alapelve, hogy amikor a fényforrás a mintafelületet függőlegesen vagy közel függőlegesen az objektívlencsén keresztül sugározza be, az a mintafelületen keresztül visszaverődik az objektívlencsére, így képpé válik.
A sötét mező megvilágítási módja abban különbözik a világos mezőtől, hogy a mikroszkóp látóterében sötét hátteret jelenít meg, és a világos mező megvilágítási módja a függőleges vagy függőleges beesés, míg a sötét mező megvilágítási módja a világítsa meg a mintát ferdén az objektívlencsén kívüli kerületen keresztül, hogy a minta szórja vagy visszaverje a besugárzott fényt, és a minta által szórt vagy visszavert fény belépjen az objektívlencsébe, hogy leképezze a mintát. Sötétmezős megfigyelés, tisztán megfigyelhető színtelen, finom kristályok vagy finom szálak világosabb színekkel, amelyeket nem könnyű megfigyelni világos mezőben.
2. Polarizált fény és interferencia
A fény elektromágneses hullám, az elektromágneses hullám pedig nyíróhullám, és csak a nyírási hullámoknak van polarizációja. Olyan fénynek nevezzük, amelynek elektromos vektora a terjedési irányhoz képest rögzített módon rezeg.
A fény polarizációja egy kísérleti eszközzel kimutatható. Vegyünk két azonos A és B polarizátort, és először engedjük át a természetes fényt az első A polarizátoron. Ekkor a természetes fény is polarizált fénnyé válik, de az emberi szem nem tudja megkülönböztetni, ezért szükség van a második B polarizátorra. Az A polarizátort rögzítve, a B polarizátort A-val azonos vízszintes síkra helyezve és a B polarizátort elforgatva azt tapasztalhatjuk, hogy az áteresztett fény intenzitása periodikusan változik B forgásával, és az intenzitás a maximumról fokozatosan csökken legsötétebb 90 fokonként, majd fokozatosan növekszik a legsötétebbtől a legvilágosabbig, miután 90 fokkal elforgatja. Ezért az A polarizátort polarizátornak, a B polarizátort pedig analizátornak nevezzük.
Az interferencia az a jelenség, amikor a kölcsönhatási zónában két koherens hullám (fény) kerül egymásra, 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 egymással kommunikálva stabil interferenciaperemeket alkotnak. A kettős rés interferencia kísérletben, amikor a fényernyő egy pontja és a kettős rés közötti távolságkülönbség a fél hullámhossz többszöröse, akkor ezen a ponton világos csíkok jelennek meg; Ha a képernyő egy pontja és a kettős rés közötti távolságkülönbség a fél hullámhossz páratlan szorzata, akkor a sötét perem ezen a ponton Young-féle kettős rés interferencia. A vékonyréteg-interferencia az az interferencia jelenség, amelyet két visszavert fény okoz, miután egy fénysugarat a vékony film két felülete visszaver. Vékonyréteg-interferencia esetén az elülső és a hátulsó felületről visszavert fény távolságkülönbségét a film vastagsága határozza meg, így a vékonyréteg-interferencia esetén ugyanolyan világos csíknak (sötét csíknak) kell megjelennie ott, ahol a film vastagsága egyenlő. Mivel a fényhullám hullámhossza rendkívül rövid, a dielektromos filmnek elég vékonynak kell lennie ahhoz, hogy megfigyelje az interferencia szegélyeit, amikor a vékony filmek interferálnak.
3. Differenciális interferencia kontraszt DIC
A DIC metallográfiai mikroszkóp a polarizált fény elvét használja. A transzmissziós DIC mikroszkóp főként négy speciális optikai komponensből áll: polarizátor, DIC prizma I, DIC prizma II és polarizátor. A polarizátor közvetlenül a kondenzátorrendszer elé van felszerelve, hogy lineárisan polarizálja a fényt. A kondenzátorba egy DIC prizma került beépítésre, amely egy fénysugarat két különböző polarizációs irányú sugárnyalábra (X és Y) tud szétbontani, és a két nyaláb egy kis bezárt szöget alkot. A kondenzátor a két fénysugarat a mikroszkóp optikai tengelyével párhuzamos irányba állítja be. * Az első két fénysugár ugyanabban a fázisban van. A próbatest szomszédos területén való áthaladás után a két fénysugár közötti optikai útkülönbség a próbatest eltérő vastagsága és törésmutatója miatt következik be. A DIC prizma Ⅱ az objektív hátsó fókuszsíkjára van felszerelve, amely két fényhullámot egyesít egy sugárban. Ekkor a két nyaláb polarizációs síkja (x és y) még létezik. Végül a nyaláb egy polarizáló eszközön, azaz egy analizátoron halad át. Mielőtt a sugár szemlencse DIC-képet alkotna, az analizátor derékszögben van a polarizátorral. Az analizátor két függőleges fényhullámot kombinál két, azonos polarizációs síkkal rendelkező sugárnyalábba, így azok interferálnak egymással. Az X és Y hullámok közötti optikai útkülönbség határozza meg a fényáteresztés mértékét. Ha az optikai útkülönbség 0, nem jut át fény az analizátoron; Ha az optikai útkülönbség a hullámhossz felével egyenlő, az áthaladó fény nagy értéket ér el. Tehát a szürke háttéren a minta szerkezete világos és sötét különbséget mutat. Annak érdekében, hogy a kép kontrasztja jó állapotba kerüljön, az optikai útkülönbség a DIC prizma II függőleges finombeállításával módosítható, ami megváltoztathatja a kép fényerejét. A DIC prizma ⅱ beállításával a minta finom szerkezete pozitív vagy negatív vetítési képet jeleníthet meg, általában az egyik oldal világos, a másik pedig sötét, ami a minta mesterséges háromdimenziós érzékelését okozza.
