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金相显微镜不同视场功能的原理和应用

时间:2023-07-05 10:25:43 来源: 点击:

  

  众所周知,金相显微镜具有不同的观察方法,如开场、暗场、偏光和微分干预。在观察合金成分的过程中,最常用的常规应用是开场,大多数金相检查都可以通过开场拍摄。然而,暗场、偏光和微分干预在材料分析中有其独特的作用。

  首先,看看不同的功能是如何通过原理实现的。

  明场原理示意图

  分光镜为平面玻璃,光束垂直照射到样品表面,造像清晰平整,能真正显示各种组织,但缺乏立体感。

  暗场原理示意图

  入射光通过反射镜部件形成环形光束,照射在曲面反射镜上,并以极大的倾斜角度反射到样品表面。如果样品表面是平的,你会看到一个黑暗不平的组织,这将导致光源的漫反射,并显示一个明亮的图像。

  偏光视场原理示意图

  在入射光路和观察镜筒中添加偏振镜。当两个偏振镜处于正交位置时,每个方向的异性金属都会消失。各种金属使折射光变成椭圆偏振光,显示不同的明暗衬里。

  微干预视场原理示意图

  在偏光构件的基础上增加Normarski棱镜,利用样品表面的细微高度差,通过光线的干扰,提高组织细节之间的衬里度,使图像具有浮雕感,对样品的要求较低。有些样品只需要抛光,不需要腐蚀。

  注:自蔡司金相显微镜显示文档。

  在了解了不同观察模式的原理后,我们可以通过球墨铸件中球状石墨在不同视场下产生不同的图像现象来呈现不同视场的特征。抛光球墨铸件样品,无需腐蚀即可获得不同视场下的观察结果,如图5至图8所示。在明亮的场地下,可以看到石墨球和基材组织的表面是平的,没有明显的划痕(图5)。同一张照片在黑暗场地下可以看到小划痕,石墨球的内部结构清晰。在正交偏光视场下,可以看到石墨球典型的“黑十字”现象(图7).在偏光的基础上增加微分干预,可以看到基体中不同取向的石墨球和晶体呈现出浮雕的感觉。

  球状石墨(抛光状态)

  石墨球内部结构清晰

  (抛光态)

  典型的“黑十字”现象

  (抛光态)

  出现浮雕感(抛光状态)

  让我们看看一组典型组织在蚀刻状态下的不同外观特征(微分干预视场下的抛光状态)。图9至图12所示的照片为铁素体在不同的视场下,珠光体组织同一画面的显像结果。可以直观地看到不同功能视场的显像差异。

  F(暗灰色)P(黄白色)

  晶体具有浮雕感(抛光状态)

  一般而言,明场适用于观察蚀刻组织,大多数可蚀刻的合金成分都可以由明场显像。暗场可以识别非常细的划痕,也可以识别非金属混合物的颜色。例如,氧化铜在白光照明场下呈浅蓝色,但在暗场观察时可以看到其真实的红宝石颜色。偏光还可以识别非金属夹杂物;此外,对于一些难以蚀刻组织或晶体的金属和合金,如一些变形铝合金,当使用偏光视场时,可以清楚地看到不同方向的晶体;同时,承受大量塑性变形金属的最佳方向也可以通过偏光视场来确定。基于可见不同取向晶体的这一特性,偏光的应用也可以扩展。例如,在分析新材料时,可以简单地判断偏光视场下是否有未蚀刻的阶段。在偏光视场的基础上,微分干预视场增强了明显的浮雕形状,具有更明显的衬里度,有利于自动定量工作,补充更多细节。它最大的特点是不需要蚀刻;此外,增加λ-在定量分析中,可以拍摄彩色金相,提高精度。

  简言之,金相显微镜的不同功能是相辅相成的。如果您了解不同视场的原理,您可以根据样品本身的特点和观察目的的需要选择合适的观察方法或功能,这是更好地完成金相分析的重要环节。


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