金相学主要是指利用光学(金相)显微镜和体视显微镜对材料显微组织、低倍组织和断口组织进行分析、研究和表征的材料学科分支。它不仅包括材料显微组织的成像及其定性和定量表征，还包括必要的样品制备、准备和取样方法。它主要反映和表征成分材料的相和组织成分、晶体(也包括可能的亚晶体)、非金属夹杂物甚至某些晶体缺陷(如位错)的总数、形状、大小、分布、取向、空间排列等。
01
金相显微镜的结构
为研究所的金相显微镜，主要由光学系统、照明系统和机械系统组成，由光源、后视镜、物镜组、目镜和多个聚光镜组成;底座上的低压灯泡(用于提高光源的可靠性LED灯)、后视镜、孔径光栏、视场光栏和聚光镜构成照明系统;样品台、物镜转换器、目镜、粗调和微调手轮、视场光栏和孔径光栏构成机械系统。新的金相显微镜还具有即时超清晰捕获和图像处理功能，金相显微镜与一般显微镜成像的原理基本相同。
02
观察金相显微镜的折射光图像
根据金相样品的物理特性，金相显微镜一般有四种常见的观察方法:明场、暗场、偏光和微分干预。在过去的十年里，出现了一种新的激光聚焦方法。根据现代仪器“积木结构模块化”根据设计理念，这四个功能不一定固化在每一个金相显微镜上，而是以开场为基本核心，其他功能可以像“搭积木”显微镜上的相同组合。例如，最基本的功能是开场和暗场。插入偏光镜和偏光镜后，增强正交偏光功能，然后插入渥拉斯顿棱镜(Wollanstonprism)增加了微分干预功能。
1)明场(BrightField)
开放式场地照明是金相研究中的主要观察方法。入射线直接或类似于直接射击样品表面，并使用样品表面反射光线进入物镜图像。如果样品是一面镜子，那么样品上的组织将颜色图像反射在明亮的视场中，称为“明场”照明。
明场效果
2)暗场DarkField
通过物镜的外部照明样品，照明光源不会进入物镜，从而获得样品表面绕射光形成的图像。如果样品是一面镜子，样品上反射的光仍然以很大的倾斜角度反射，不可能进入物镜。视场是黑暗的。只有在样品的凹凸处，光才会反射到物镜中。样品上的组织将在黑暗的视场中衬托出明亮的白色图像，就像夜空中的星星一样，这被称为“暗场”照明。
暗场效果
3)偏光polarizationcontrast
利用偏光原理，观察某些物质的偏光性。
①阳光和偏振光
阳光(或自然光)是指阳光和电光。它的光振动在每个方向上都是平衡的，并且垂直于传播方向。如果光振动仅限于垂直于传播方向的平面上的一个方向，则称为偏振光。
②获得偏振光的常用方法有两种：
a.偏振棱镜的一些晶体，当光源照射到其分界面时，会产生两束折射光，称为“双折射”。一束光遵循折射定律称为折射定律称为折射定律。“寻常光”，用O光表示;另一束不遵循折射定律称为“非常光”，用e光表示。所谓的偏振棱镜，即当光源通过这个棱镜时，会出现双折射现象，常用的是尼科尔棱镜。
b.当人工偏振片太阳光照射到人工偏振片时，太阳光变成偏振光，目前显微镜一般采用人工偏振片。
偏光效果
加入补偿片后的偏光效果
4)微分干预(differentialinterferencecontrastDIC)
微分干预是利用偏光干涉的原理。光源通过聚光镜发射一束光，产生偏振光。半透镜反射镜进入沃拉斯登棱镜后，产生一种具有微小交叉角的普通光(O光)和非常光(e光)的交叉平面;然后通过物镜反射到样品，然后通过沃拉斯登棱镜产生一束光。通过半透镜反射镜，O光和e光重叠在偏光镜上产生相关光束，并在目镜对焦平面上产生干预图像。它可以观察样品表面的细微凹凸和裂纹，图像具有立体感，观察效果更加逼真。
微分干预效果
03
应用金相显微镜
应用
领域
案例
金属样品分析
•质量控制
•失效分析
•新材料开发
•构造成分鉴
定和量化
•粒径与非
检查金属夹杂物
•腐蚀损坏点
析
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