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金相显微镜不同视觉功能的原理和应用

时间:2023-05-05 09:24:43 来源: 点击:

  

  众所周知,金相显微镜有不同的观察方法,如明场、暗场、偏光和微分干预。在合金成分观察过程中,最常用的常规应用是明场,大部分金相检查可以通过明场拍摄。然而,暗场、偏光和微分干预在材料分析中具有独特的效果。

  首先,看看不同的功能是如何通过原理实现的。

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

  入射光通过反射镜部件形成环光束,照射到曲面反射镜上,以大倾角反射到样品表面。如果样品表面是平的,它会看到黑暗,不均匀的组织会导致光源的漫反射,并显示出明亮的图像。

  在入射光路和观察镜筒中加入偏光镜。当两个偏光镜处于正交位置时,各向异性金属消失。各种金属将折射光转化为椭圆偏振光,显示不同的明暗衬里。

  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,对样品要求低。有些样品只需要抛光,不需要腐蚀。

  注:图1至图4源于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形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,无腐蚀,如图5至图8所示。石墨球与基底组织表面光滑,无明显划痕(图5)。同一画面在黑暗场地下可见小划痕,石墨球内部结构清晰。在正交偏光视野下,可以看到典型的石墨球“黑十字”现象(图7).在偏光的基础上增加微分干预,可以看到石墨球和基体中不同方向的晶体呈现出浮雕感

  球状石墨(抛光状)

  石墨球内部结构清晰

  (抛光态)

  典型的黑十字现象

  (抛光态)

  浮雕感(抛光)

  看看一组典型的组织在刻蚀态时呈现出什么不同的形状特征(在微干预视野下抛光)。图9到图12中显示的照片是铁素体各视场下珠光体组织同一画面的显像结果。不同功能视场的显像差异可以直观地看到。

  F(暗灰色)P(黄白色)

  晶体有浮雕感(抛光态)

  一般来说,明场适用于观察刻蚀组织,大部分可刻蚀的合金成分都可以通过明场显像。暗场可以区分非常细的划痕和非金属混合物的颜色。例如,氧化铜在白光照明场下观察为浅蓝色,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,一些金属和合金很难蚀刻组织或晶体,如一些变形铝合金,不同方向的晶体清晰可见;同时,承受大量塑性变形金属,也可以通过偏光视觉确定其最佳方向。基于不同方向晶体的可见性,偏光的应用也可以扩展。例如,在分析新材料时,也可以简单地判断偏光视野下是否有未蚀刻的阶段。微干预视场在偏光视场的基础上增强了明显的浮雕,衬里更明显,有利于自动定量工作,补充更多细节,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,提高准确性。

  简而言之,金相显微镜的差异功能是相辅相成的。了解不同视野的原理,根据样品本身的特点和观察目的,选择合适的观察方法或功能是更好地完成金相分析的重要环节。


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