金相學(xué)主要是指利用光學(xué)(金相)顯微鏡和體視顯微鏡對材料顯微組織、低倍組織和斷口組織進(jìn)行分析、研究和表征的材料學(xué)科分支。它不僅包括材料顯微組織的成像及其定性和定量表征，還包括必要的樣品制備、準(zhǔn)備和取樣方法。它主要反映和表征成分材料的相和組織成分、晶體(也包括可能的亞晶體)、非金屬夾雜物甚至某些晶體缺陷(如位錯(cuò))的總數(shù)、形狀、大小、分布、取向、空間排列等。
01
金相顯微鏡的結(jié)構(gòu)
為研究所的金相顯微鏡，主要由光學(xué)系統(tǒng)、照明系統(tǒng)和機(jī)械系統(tǒng)組成，由光源、后視鏡、物鏡組、目鏡和多個(gè)聚光鏡組成;底座上的低壓燈泡(用于提高光源的可靠性LED燈)、后視鏡、孔徑光欄、視場光欄和聚光鏡構(gòu)成照明系統(tǒng);樣品臺、物鏡轉(zhuǎn)換器、目鏡、粗調(diào)和微調(diào)手輪、視場光欄和孔徑光欄構(gòu)成機(jī)械系統(tǒng)。新的金相顯微鏡還具有即時(shí)超清晰捕獲和圖像處理功能，金相顯微鏡與一般顯微鏡成像的原理基本相同。
02
觀察金相顯微鏡的折射光圖像
根據(jù)金相樣品的物理特性，金相顯微鏡一般有四種常見的觀察方法:明場、暗場、偏光和微分干預(yù)。在過去的十年里，出現(xiàn)了一種新的激光聚焦方法。根據(jù)現(xiàn)代儀器“積木結(jié)構(gòu)模塊化”根據(jù)設(shè)計(jì)理念，這四個(gè)功能不一定固化在每一個(gè)金相顯微鏡上，而是以開場為基本核心，其他功能可以像“搭積木”顯微鏡上的相同組合。例如，最基本的功能是開場和暗場。插入偏光鏡和偏光鏡后，增強(qiáng)正交偏光功能，然后插入渥拉斯頓棱鏡(Wollanstonprism)增加了微分干預(yù)功能。
1)明場(BrightField)
開放式場地照明是金相研究中的主要觀察方法。入射線直接或類似于直接射擊樣品表面，并使用樣品表面反射光線進(jìn)入物鏡圖像。如果樣品是一面鏡子，那么樣品上的組織將顏色圖像反射在明亮的視場中，稱為“明場”照明。
明場效果
2)暗場DarkField
通過物鏡的外部照明樣品，照明光源不會進(jìn)入物鏡，從而獲得樣品表面繞射光形成的圖像。如果樣品是一面鏡子，樣品上反射的光仍然以很大的傾斜角度反射，不可能進(jìn)入物鏡。視場是黑暗的。只有在樣品的凹凸處，光才會反射到物鏡中。樣品上的組織將在黑暗的視場中襯托出明亮的白色圖像，就像夜空中的星星一樣，這被稱為“暗場”照明。
暗場效果
3)偏光polarizationcontrast
利用偏光原理，觀察某些物質(zhì)的偏光性。
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陽光(或自然光)是指陽光和電光。它的光振動在每個(gè)方向上都是平衡的，并且垂直于傳播方向。如果光振動僅限于垂直于傳播方向的平面上的一個(gè)方向，則稱為偏振光。
?、讷@得偏振光的常用方法有兩種：
a.偏振棱鏡的一些晶體，當(dāng)光源照射到其分界面時(shí)，會產(chǎn)生兩束折射光，稱為“雙折射”。一束光遵循折射定律稱為折射定律稱為折射定律。“尋常光”，用O光表示;另一束不遵循折射定律稱為“非常光”，用e光表示。所謂的偏振棱鏡，即當(dāng)光源通過這個(gè)棱鏡時(shí)，會出現(xiàn)雙折射現(xiàn)象，常用的是尼科爾棱鏡。
b.當(dāng)人工偏振片太陽光照射到人工偏振片時(shí)，太陽光變成偏振光，目前顯微鏡一般采用人工偏振片。
偏光效果
加入補(bǔ)償片后的偏光效果
4)微分干預(yù)(differentialinterferencecontrastDIC)
微分干預(yù)是利用偏光干涉的原理。光源通過聚光鏡發(fā)射一束光，產(chǎn)生偏振光。半透鏡反射鏡進(jìn)入沃拉斯登棱鏡后，產(chǎn)生一種具有微小交叉角的普通光(O光)和非常光(e光)的交叉平面;然后通過物鏡反射到樣品，然后通過沃拉斯登棱鏡產(chǎn)生一束光。通過半透鏡反射鏡，O光和e光重疊在偏光鏡上產(chǎn)生相關(guān)光束，并在目鏡對焦平面上產(chǎn)生干預(yù)圖像。它可以觀察樣品表面的細(xì)微凹凸和裂紋，圖像具有立體感，觀察效果更加逼真。
微分干預(yù)效果
03
應(yīng)用金相顯微鏡
應(yīng)用
領(lǐng)域
案例
金屬樣品分析
?質(zhì)量控制
?失效分析
?新材料開發(fā)
?構(gòu)造成分鑒
定和量化
?粒徑與非
檢查金屬夾雜物
?腐蝕損壞點(diǎn)
析
客服1