金相顯微鏡不同視覺(jué)功能的原理和應(yīng)用

　　眾所周知，金相顯微鏡有不同的觀(guān)察方法，如明場(chǎng)、暗場(chǎng)、偏光和微分干預(yù)。在合金成分觀(guān)察過(guò)程中，最常用的常規(guī)應(yīng)用是明場(chǎng)，大部分金相檢查可以通過(guò)明場(chǎng)拍攝。然而，暗場(chǎng)、偏光和微分干預(yù)在材料分析中具有獨(dú)特的效果。

　　首先，看看不同的功能是如何通過(guò)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，造像清晰光滑，能真正顯示各種組織，但缺乏立體感。

　　入射光通過(guò)反射鏡部件形成環(huán)光束，照射到曲面反射鏡上，以大傾角反射到樣品表面。如果樣品表面是平的，它會(huì)看到黑暗，不均勻的組織會(huì)導(dǎo)致光源的漫反射，并顯示出明亮的圖像。

　　在入射光路和觀(guān)察鏡筒中加入偏光鏡。當(dāng)兩個(gè)偏光鏡處于正交位置時(shí)，各向異性金屬消失。各種金屬將折射光轉(zhuǎn)化為橢圓偏振光，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(guò)光的干擾提高組織細(xì)節(jié)之間的襯里度，使圖像具有浮雕感，對(duì)樣品要求低。有些樣品只需要拋光，不需要腐蝕。

　　注：圖1至圖4源于蔡司金相顯微鏡顯示文檔。

　　在了解了不同觀(guān)察模式的原理后，我們可以通過(guò)球墨鑄件中球形石墨在不同視場(chǎng)下產(chǎn)生不同的圖像現(xiàn)象來(lái)顯示不同視場(chǎng)的特征。拋光球墨鑄件樣品，無(wú)腐蝕，如圖5至圖8所示。石墨球與基底組織表面光滑，無(wú)明顯劃痕(圖5)。同一畫(huà)面在暗場(chǎng)下可見(jiàn)小劃痕，石墨球內(nèi)部結(jié)構(gòu)清晰(圖6)。典型的“黑十字”現(xiàn)象(圖7)可以在正交偏光視場(chǎng)下看到。.在偏光的基礎(chǔ)上增加微分干預(yù)，可以看到石墨球和基體中不同方向的晶體呈現(xiàn)出浮雕感(圖8)

　　看看一組典型的組織在刻蝕態(tài)時(shí)呈現(xiàn)出什么不同的形狀特征(在微干預(yù)視野下拋光)。圖9到圖12中顯示的照片是鐵素體各視場(chǎng)下珠光體組織同一畫(huà)面的顯像結(jié)果。不同功能視場(chǎng)的顯像差異可以直觀(guān)地看到。

　　F(暗灰色)P(黃白色)

　　晶體有浮雕感(拋光態(tài))

　　一般來(lái)說(shuō)，明場(chǎng)適用于觀(guān)察刻蝕組織，大部分可刻蝕的合金成分都可以通過(guò)明場(chǎng)顯像。暗場(chǎng)可以區(qū)分非常細(xì)的劃痕和非金屬混合物的顏色。例如，氧化銅在白光照明場(chǎng)下觀(guān)察為淺藍(lán)色，但在暗場(chǎng)觀(guān)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，一些金屬和合金很難蝕刻組織或晶體，如一些變形鋁合金，不同方向的晶體清晰可見(jiàn);同時(shí)，承受大量塑性變形金屬，也可以通過(guò)偏光視覺(jué)確定其最佳方向。基于不同方向晶體的可見(jiàn)性，偏光的應(yīng)用也可以擴(kuò)展。例如，在分析新材料時(shí)，也可以簡(jiǎn)單地判斷偏光視野下是否有未蝕刻的階段。微干預(yù)視場(chǎng)在偏光視場(chǎng)的基礎(chǔ)上增加了明顯的浮雕，襯里更明顯，有利于自動(dòng)定量工作，補(bǔ)充更多細(xì)節(jié)，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，提高準(zhǔn)確性。

　　簡(jiǎn)而言之，金相顯微鏡的差異功能是相輔相成的。了解不同視野的原理，根據(jù)樣品本身的特點(diǎn)和觀(guān)察目的，選擇合適的觀(guān)察方法或功能是更好地完成金相分析的重要環(huán)節(jié)。