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金相顯微鏡不同視場功能的原理和應(yīng)用

時間:2023-07-05 10:25:43 來源: 點擊:

  

  眾所周知,金相顯微鏡具有不同的觀察方法,如開場、暗場、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,大多數(shù)金相檢查都可以通過開場拍攝。然而,暗場、偏光和微分干預(yù)在材料分析中有其獨特的作用。

  首先,看看不同的功能是如何通過原理實現(xiàn)的。

  明場原理示意圖

  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。

  暗場原理示意圖

  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,你會看到一個黑暗不平的組織,這將導(dǎo)致光源的漫反射,并顯示一個明亮的圖像。

  偏光視場原理示意圖

  在入射光路和觀察鏡筒中添加偏振鏡。當(dāng)兩個偏振鏡處于正交位置時,每個方向的異性金屬都會消失。各種金屬使折射光變成橢圓偏振光,顯示不同的明暗襯里。

  微干預(yù)視場原理示意圖

  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,對樣品的要求較低。有些樣品只需要拋光,不需要腐蝕。

  注: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下產(chǎn)生不同的圖像現(xiàn)象來呈現(xiàn)不同視場的特征。拋光球墨鑄件樣品,無需腐蝕即可獲得不同視場下的觀察結(jié)果,如圖5至圖8所示。在明亮的場地下,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地下可以看到小劃痕,石墨球的內(nèi)部結(jié)構(gòu)清晰。在正交偏光視場下,可以看到石墨球典型的“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)出浮雕的感覺。

  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下,珠光體組織同一畫面的顯像結(jié)果??梢灾庇^地看到不同功能視場的顯像差異。

  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顯像。暗場可以識別非常細(xì)的劃痕,也可以識別非金屬混合物的顏色。例如,氧化銅在白光照明場下呈淺藍(lán)色,但在暗場觀察時可以看到其真實的紅寶石顏色。偏光還可以識別非金屬夾雜物;此外,對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)使用偏光視場時,可以清楚地看到不同方向的晶體;同時,承受大量塑性變形金屬的最佳方向也可以通過偏光視場來確定?;诳梢姴煌∠蚓w的這一特性,偏光的應(yīng)用也可以擴展。例如,在分析新材料時,可以簡單地判斷偏光視場下是否有未蝕刻的階段。在偏光視場的基礎(chǔ)上,微分干預(yù)視場增強了明顯的浮雕形狀,具有更明顯的襯里度,有利于自動定量工作,補充更多細(xì)節(jié)。它最大的特點是不需要蝕刻;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的原理,您可以根據(jù)樣品本身的特點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)。


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