金相显微镜是分析金属材料合金成分的重要光学设备。金相主要是指材料显微组织、低倍组织和断口组织借助光学(金相)显微镜和体视显微镜进行分析、研究和表征的材料学科支系，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。它主要反映和表示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、方向、空间排列状态等。非金属夹杂物甚至一些晶体缺陷(如位错)。以下是金相显微镜的应用和金相样品的制备。
第一，金相显微镜的结构
光学金相显微镜的结构一般包括三个部分:放大系统、光路系统和机械系统，其中放大系统是显微镜的关键部分。目前主要是计算机金相显微镜，是将光学显微镜技术、光电转换技术、计算机图像处理技术完美结合而成的高科技产品。它可以很容易地在计算机上观察金相图像，然后分析和评级金相图像，输出和打印图像。
使用显微镜时应注意哪些事项?
操作人员的手必须清洗干净，并保持环境清洁，并保持环境清洁干燥;
当使用低压钨丝灯泡作为灯源时，插上电源需要通过变压器，切不可误接到220V电源;
更换物镜、目镜时要特别小心，严防失手落地;
4)调整物体与物体镜前镜片之间的轴向距离(以下简称焦点)时，首先要搞清楚粗调旋钮与载物台的升降角度之间的关系。首先，物体镜子应该用粗调旋钮调整到尽可能靠近物体，但永远不要碰它们。然后仔细观察视场中的亮度，同时用粗调旋钮慢慢调整物体镜子远离物体的方向。当视场突然变亮甚至出现印象时，用微调旋钮调整到印象最清晰。
5)使用油系物镜时，漏油量不宜过多，使用后必须立即用二甲苯清洗、擦干;
6)待观察的样品必须完全干燥，用氢氟酸浸蚀的样品干燥时间要长一些，因为氢氟酸对镜片有严重的腐蚀性。
制备金相样品三
制备金相样品的过程一般包括五个步骤：取样、精磨、精磨、抛光和腐蚀。
1)取样
从需要检测的金属材料和零件上截取样品称为“采样”。采样部位和磨面的选择必须根据分析要求确定。截取方法有很多，可以用锯、车、刨等方法。对于硬材料，可以用砂轮切片机或线切割机切割，对于硬而脆的材料，可以用锤击。无论使用哪种方法，都要注意避免和缓解塑性变形或加热引起的组织失真。样品的尺寸没有统一的规定。从便于抓取和研磨的角度来看，直径或边长一般为15~20毫米，高度为12~18-10毫米。
金相样品的嵌入是利用热固性塑料(如聚氯乙烯)、热凝性塑料(如胶木粉)和冷凝塑料(如环氧树脂)固化剂)用作填料。前两种属于热镶嵌填料，热镶嵌必须在专业设备一镶嵌机中进行。三是冷镶嵌填料。
2)精磨
精细研磨的目的主要有以下三点：
对某些样品进行修整，例如用锤击法敲下的样品，形状非常不规则，需要经过精细研磨，修整成规则形状;
无论用什么方法取样，切口一般都不会很平滑，为了将观察面磨平，同时去除切割过程中产生的变形层，必须进行精磨;
在不改变观察目的的情况下，倒角需要磨去样品上的棱角，以防划伤砂纸和抛光织物。
3)精磨
精磨样品的磨削表面仍有较厚较深的划痕。为了消除这些划痕，必须进行精磨。精磨可分为手工研磨和机械研磨。目前，机械研磨是主要的研磨方法。
目前广泛使用的机械研磨设备是预磨机。电机推动铺有水砂纸的圆盘旋转。研磨时，样品沿盘轴向来回移动，用力均匀，同时用水冲磨。水流不仅可以冷却样品，还可以利用离心力不断地将脱落的沙粒和磨屑冲到轮盘的边缘。机械研磨的切削速度比手工研磨快得多，但平面度不够好，表面变形层严重。因此，要求较高或材料较软的样品应采用手工研磨。
4)抛光
抛光的目的是去除磨面上留下的细小划痕，获得明亮无缝的镜面。抛光方法有三种:研磨抛光、电解抛光和化学抛光，其中最常用的是研磨抛光。研磨抛光在抛光机中进行，用水浸泡、铺设、拉紧和固定抛光盘上的抛光织物(粗抛普通帆布和精抛普通毛呢)。
启动开关逆时针旋转抛光盘，在盘子上喷洒适量抛光液(氧化铝、氧化铬或氧化铁抛光粉加水的悬浮液)进行抛光。抛光时应注意:
样品沿轴向来回缓慢移动，同时逆抛光盘转为自转，待抛光快结束时进行短时定位轻抛。
)在抛光过程中，为了保持抛光盘的湿度，应经常滴入适量的抛光液或清水。如果发现抛光盘太脏或含有粗颗粒，在正常使用前必须清洗干净。
抛光时间要尽量缩短，不能太长，为了满足这个要求，可以分粗抛和精抛两步进行。
④抛光有色金属(如铜、铝及其合金等)时，最好在抛光盘上涂少量肥皂或滴注适量肥皂液。
5)浸蚀
抛光后的样品在金相显微镜下观察，只能看到光亮的磨面。如果材料中有划痕、水渍或非金属夹杂物、石墨和裂纹，可以看到，但合金成分必须浸蚀才能分析。
腐蚀的方法有很多种，最常用的是化学腐蚀法，利用腐蚀剂对样品的化学溶解和电化学腐蚀作用来显示组织。
纯金属(或单相匀称固溶体)的腐蚀基本上是一个化学溶解过程。与晶体内部原子相比，晶体边界处的原子自由能更高，稳定性更差，因此容易被腐蚀，产生凹槽。晶体内部的腐蚀水平较轻，原有的抛光平面仍然保持在大致。在明场下观察，可以看到晶体被晶体边界(黑色网络)隔开。如果腐蚀较深，还可以发现每个晶体的明暗情况不同。这是因为每个晶体原子排列的位置不同。腐蚀后，主要表面最密集的外露面和原抛光面倾斜程度不同。
检查后，合格的样品可以放入腐蚀剂中，抛光面朝上，观察表面颜色的变化。这是一种腐蚀方法。抛光面也可以用粘有腐蚀剂的棉花轻轻擦拭，观察表面颜色的变化。这是一种腐蚀方法。当样品表面稍微暗沉时，立即取出，用流动水清洗，在腐蚀表面滴一些乙醇，然后用滤纸吸收过多的水和酒精，用吹风机快速干燥，完成样品制备的整个过程。
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