金相学主要是指借助光学(金相)显微镜和体视显微镜分析、研究和表征材料显微组织、低倍组织和断口组织的材料学科支系，包括材料显微组织的显像及其定性和定量表征，以及必要的样品制备、准备和取样方法。它主要反映和表征组成材料的相和组织成分和晶体(也包括可能的亚晶体)、总数、形状、大小、分布、取向、空间排列状态等都是非金属夹杂物，甚至是某些晶体缺陷(如位错)。
01
金相显微镜的结构
图1是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三部分组成，其中光学系统由灯源、后视镜、物镜组、目镜和多个聚光镜组成;底座上的低压灯泡(为了提高灯源的可靠性，常用的冷光灯是LED灯)，后视镜、孔径栏、视场栏和聚光镜构成照明系统;样品平台、物镜转换器、眼镜连接器、粗调和微调手轮、视场栏和孔径栏组成机械系统。新型金相显微镜还具有瞬间超清捕捉和图像处理的功能，金相显微镜的原理与普通显微镜相同。
02
金相显微镜折射光图像的观察方法
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。近十年来，激光共聚焦的新方法出现了。根据现代仪器“模块化、积木结构”的设计理念，这四个功能不一定固化在每一个金相显微镜上，而是以明场为基本核心，可以像“积木”一样将其他功能组合到显微镜上。如果最基本的功能是明场和暗场，插入偏镜和偏镜检测后会增强正交偏光功能，然后插入渥拉斯顿棱镜。(Wollanstonprism)还增加了微分干预功能。
1)明场(BrightField)
明场照明是金相研究中的主要观察方法。入射线垂直或类似于垂直直射在样品表面，使用样品表面的反射光进入镜面显示。如果样品是镜面，在视场中是明亮的，样品上的组织会在明亮的视场中映出色彩图像，这就是所谓的“明场”照明。
明场效果
暗场DarkField
通过物镜周围的照明样品，照明光源可以获得样品表面绕射光形成的图像，而不会进入物镜。如果样品是镜面，样品上反射的光线仍然以很大的倾斜角向反射，不可能进入物镜。视场是黑暗的。只有样品凹凸不平的地方才会有光线反射进入物镜，样品上的组织会在黑暗的视场中衬托出亮白的图像，就像夜空中的星星一样，被称为“黑暗场”照明。
暗场效果
偏光polarizationcontrastrast
利用偏光原理，观察某些物质所具有的偏光性。
①太阳光和偏振光
太阳光(或自然光)是指太阳光和电光，其光振动在各个方向均衡，均垂直于传播方向。如果光振动仅限于垂直于传播角度的平面的某个方向，则称为偏振光。
②获得偏振光有两种常见的方法：
a.当光源辐射到其分界面时，偏振棱镜的一些晶体会产生两束折射光，称为“双折射”。一束光遵循折射定律称为“普通光”，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。所谓偏振棱镜，就是当光源通过这个棱镜时，会产生双折射现象，尼科尔棱镜很常见。
b.人造偏振片太阳光照射到人造偏振片时，使太阳光变成偏振光，目前显微镜普遍采用人造偏振片。
偏光效果
补偿片加入后的偏光效果
4)微分干预(differentialinterferencecontrastDIC)
微分干预是利用偏光干预原理，通过聚光镜将一束光从灯源传入偏光镜，产生一线偏振光。通过半透明反射镜射入渥拉斯登棱镜后，产生一个具有微角的普通光(O光)和一个非常光(E光)的交叉平面;然后通过物镜射向样品，反射后通过渥拉斯登棱镜生成一束光，通过半透明反射镜在偏光镜上的O光与E光重叠产生相关光束，在目镜焦平面上形成干预图像。它可以观察样品表面的细微凹凸和裂纹，图像呈现立体感，观察效果更加真实。
微分干预效果
03
应用金相显微镜
应用
领域
案例
分析金属样品
•质量控制
•失效分析
•新材料开发
•构造成分鉴
定和量化
•晶粒大小与非
检测金属夹杂物
•腐蚀性损伤的分数
析
•气孔和裂缝
检验
•测定孔隙率
机械工程学
•汽车制造业
•汽车行业
•航空，航天领域
•船工业
•金属行业
•铸造业
•上述行业和大学研究
究中心
在C-DIC下折射珍珠岩：在两个正交光方向上区分图像
材料分析
•质量控制
•阻力检测
•失效分析
•鉴定
•材料科学研究所
•新材料机构
•汽车行业
•航空航天领域
•船舶制造业
•精密仪器产业
复合型材料(碳化硅加强)，折射光，
高聚物分析
•质量控制
•阻力检测
•失效分析
•鉴定
•塑胶加工业
•汽车领域
•航空，航天领域
•精密器材
•塑胶工业研究所
复合材料(涂塑料铝)
偏光RedI,透射光
照片
矿物质原料分析
•岩相测量和定量
分析
•材料及结构分析
•气孔分析
•矿物质、地质工业研究机械
构
•采矿企业(天然气与原气
石油、石学、粘土/瓷土/石材
英国，经济地质学)
在光明场下反射含有黄铁的矿石
分析微型系统设备
和测试
分析微型系统设备
和测试
•缺陷分析
•纯度测定(飞溅)
残余物)
•生产控制
•干预的台阶很高
度测量
•研究、开发和生产微系统工程
支持安全气袋传感器(C-DIC),飞溅残余物
支持安全气袋传感器，C-TIC
分析玻璃，陶瓷
•质量控制(缺乏)
凹陷分析，粗糙度
测量)
•过程管理
•失效分析
•新材料研发
•玻璃制造商(例如.
SCHOTT,OSRAM,
Rodenstock)
•工程用瓷器制造商
•建筑物结构机构(例如：耐火
材料研究所，瓷器研究所)
CaF2表面经激光加工，折射光，
2.C-DIC(缺陷检测)和TIC(粗糙度)ê
太阳能电池分析
•触点和触点
质量控制表面
•太阳能电池
缺陷分析(显微裂纹
纹理、气泡等)
•绝缘带和条形
控制导体的质量
•适用于太阳能
新的电池膜开发
“Scnbing”技术
•太阳能光伏电池涉及太阳能光伏电池
客服1