金相顯微鏡不同視場(chǎng)功能的原理和應(yīng)用
眾所周知,金相顯微鏡具有不同的觀察方法,如開場(chǎng)、暗場(chǎng)、偏光和微分干預(yù)。在觀察合金成分的過程中,最常用的常規(guī)應(yīng)用是開場(chǎng),大多數(shù)金相檢查都可以通過開場(chǎng)拍攝。然而,暗場(chǎng)、偏光和微分干預(yù)在材料分析中有其獨(dú)特的作用。
首先,看看不同的功能是如何通過原理實(shí)現(xiàn)的。
分光鏡為平面玻璃,光束垂直照射到樣品表面,造像清晰平整,能真正顯示各種組織,但缺乏立體感。
入射光通過反射鏡部件形成環(huán)形光束,照射在曲面反射鏡上,并以極大的傾斜角度反射到樣品表面。如果樣品表面是平的,你會(huì)看到一個(gè)黑暗不平的組織,這將導(dǎo)致光源的漫反射,并顯示一個(gè)明亮的圖像。
在入射光路和觀察鏡筒中添加偏振鏡。當(dāng)兩個(gè)偏振鏡處于正交位置時(shí),每個(gè)方向的異性金屬都會(huì)消失。各種金屬使折射光變成橢圓偏振光,顯示不同的明暗襯里。
在偏光構(gòu)件的基礎(chǔ)上增加Normarski棱鏡,利用樣品表面的細(xì)微高度差,通過光線的干擾,提高組織細(xì)節(jié)之間的襯里度,使圖像具有浮雕感,對(duì)樣品的要求較低。有些樣品只需要拋光,不需要腐蝕。
注意:圖1至圖4來(lái)自蔡司金相顯微鏡顯示文檔。
在了解了不同觀察模式的原理后,我們可以通過球墨鑄件中球狀石墨在不同視場(chǎng)下產(chǎn)生不同的圖像現(xiàn)象來(lái)呈現(xiàn)不同視場(chǎng)的特征。拋光球墨鑄件樣品,無(wú)需腐蝕即可獲得不同視場(chǎng)下的觀察結(jié)果,如圖5至圖8所示。在明亮的場(chǎng)地下,可以看到石墨球和基材組織的表面是平的,沒有明顯的劃痕(圖5)。同一張照片在黑暗場(chǎng)地下可以看到小劃痕,石墨球的內(nèi)部結(jié)構(gòu)清晰(圖6)。在正交偏光視場(chǎng)下,可以看到典型的石墨球“黑十字”現(xiàn)象(圖7).在偏光的基礎(chǔ)上增加微分干預(yù),可以看到基體中不同取向的石墨球和晶體呈現(xiàn)出浮雕感
球狀石墨(拋光狀態(tài))
石墨球內(nèi)部結(jié)構(gòu)清晰
(拋光態(tài))
典型的“黑十字”現(xiàn)象
(拋光態(tài))
出現(xiàn)浮雕感(拋光狀態(tài))
讓我們看看一組典型組織在蝕刻狀態(tài)下的不同外觀特征(微分干預(yù)視場(chǎng)下的拋光狀態(tài))。圖9至圖12所示的照片為鐵素體在不同的視場(chǎng)下,珠光體組織同一畫面的顯像結(jié)果。可以直觀地看到不同功能視場(chǎng)的顯像差異。
F(暗灰色)P(黃白色)
晶體具有浮雕感(拋光狀態(tài))
一般而言,明場(chǎng)適用于觀察蝕刻組織,大多數(shù)可蝕刻的合金成分都可以由明場(chǎng)顯像。暗場(chǎng)可以識(shí)別非常細(xì)的劃痕,也可以識(shí)別非金屬混合物的顏色。例如,氧化銅在白光照明場(chǎng)下呈淺藍(lán)色,但在暗場(chǎng)觀察時(shí)可以看到其真實(shí)的紅寶石顏色。偏光還可以識(shí)別非金屬夾雜物;此外,對(duì)于一些難以蝕刻組織或晶體的金屬和合金,如一些變形鋁合金,當(dāng)使用偏光視場(chǎng)時(shí),可以清楚地看到不同方向的晶體;同時(shí),承受大量塑性變形金屬的最佳方向也可以通過偏光視場(chǎng)來(lái)確定?;诳梢姴煌∠蚓w的這一特性,偏光的應(yīng)用也可以擴(kuò)展。例如,在分析新材料時(shí),可以簡(jiǎn)單地判斷偏光視場(chǎng)下是否有未蝕刻的階段。在偏光視場(chǎng)的基礎(chǔ)上,微分干預(yù)視場(chǎng)增強(qiáng)了明顯的浮雕形狀,具有更明顯的襯里度,有利于自動(dòng)定量工作,補(bǔ)充更多細(xì)節(jié)。它最大的特點(diǎn)是不需要蝕刻;此外,增加λ-在定量分析中,可以拍攝彩色金相,提高精度。
簡(jiǎn)言之,金相顯微鏡的不同功能是相輔相成的。如果您了解不同視場(chǎng)的原理,您可以根據(jù)樣品本身的特點(diǎn)和觀察目的的需要選擇合適的觀察方法或功能,這是更好地完成金相分析的重要環(huán)節(jié)。