Introduktion af metallografisk mikroskop anvendelsesområde og billeddannelsesprincip
Anvendelsesområde for metallografisk mikroskop
Metallografisk undersøgelse af jernholdige metaller, metallografisk undersøgelse af ikke-jernholdige metaller, metallografisk undersøgelse af pulvermetallurgi, vævsidentifikation og evaluering efter materialeoverfladebehandling.
Materialevalg: Der er en vis overensstemmelse mellem materialets mikrostruktur og ydeevne, ud fra hvilket det passende materiale kan vælges.
Tjek: råvaretjek og procestjek.
Prøvekontrol: Produktfremstillingsprocessen udfører metallografisk inspektion af halvfabrikata for at sikre, at produktets mikrostruktur opfylder forarbejdningskravene i den næste proces.
Procesevaluering: Bedømmelse og identificering af produktprocessens kvalifikation.
Driftsevaluering: Giv grundlag for pålideligheden, pålideligheden og levetiden for in-service dele.
Fejlanalyse: find proces- og materialefejl, for at give makro- og mikroanalysegrundlag for fejlanalyse.
Forskellige billeddannelsesprincipper for metallografisk mikroskop
1. Lyst felt, mørkt felt
Lysfelt er den mest grundlæggende måde at observere prøver med et mikroskop, og det præsenterer en lys baggrund i mikroskopets synsfelt. Det grundlæggende princip er, at når lyskilden bestråles lodret eller næsten lodret gennem objektivlinsen til prøveoverfladen, reflekteres den tilbage til objektivlinsen af prøveoverfladen for at lave et billede.
Forskellen mellem mørkefeltsbelysningsmetoden og det lyse felt er, at der er en mørk baggrund i mikroskopfeltområdet, og belysningsmetoden for det lyse felt er lodret eller lodret indfald, mens belysningsmetoden for det mørke felt er gennem skrå belysning omkring objektivlinsen. Prøven, prøven vil sprede eller reflektere det bestrålede lys, og lyset spredt eller reflekteret af prøven kommer ind i objektivlinsen for at afbilde prøven. Mørkefeltobservation kan tydeligt observere farveløse og små krystaller eller lyse fine fibre, som er svære at observere i lyst felt i mørkt felt.
2. Polariseret lys, interferens
Lys er en slags elektromagnetisk bølge, og elektromagnetisk bølge er en slags tværgående bølge, kun tværgående bølge har polariseringsfænomen. Det er defineret som lys, hvis elektriske vektor vibrerer på en fast måde i forhold til udbredelsesretningen.
Lysets polarisering kan detekteres ved hjælp af eksperimentelle opstillinger. Tag to identiske polarisatorer A og B, lad det naturlige lys passere gennem den første polarisator A først, så bliver det naturlige lys også til polariseret lys, men den første polarisator B er nødvendig, fordi det menneskelige øje ikke kan skelne det. Fastgør polarisatoren A, placer polarisatoren B på samme niveau som A, drej polarisatoren B, du kan opdage, at intensiteten af det transmitterede lys ændres periodisk med rotationen af B, og lysintensiteten vil ændre sig fra maksimum til 90 grader per omgang. Gradvist svækkelse til den mørkeste, og derefter dreje 90 grader lysintensiteten vil gradvist stige fra den mørkeste til den lyseste, så polarisatoren A kaldes en polarisator, og polarisatoren B kaldes en analysator.
Interferens er et fænomen, hvor to søjler af kohærente bølger (lys) er overlejret i interaktionsområdet for at øge eller mindske lysintensiteten. Interferensen af lys er hovedsageligt opdelt i dobbeltspalteinterferens og tyndfilmsinterferens. Dobbeltspalteinterferens betyder, at lyset, der udsendes af to uafhængige lyskilder, ikke er sammenhængende lys. Den dobbeltspaltede interferensanordning får en lysstråle til at passere gennem den dobbelte spalte og bliver til to stråler af sammenhængende lys, som kommunikerer på lysskærmen for at danne stabile interferenskanter. I dobbeltspalteinterferenseksperimentet, når vejforskellen fra et punkt på lysskærmen til dobbeltspalten er et jævnt multiplum af halvbølgelængden, opstår der lyse frynser ved punktet; når vejforskellen fra et punkt på lysskærmen til den dobbelte spalte er et ulige multiplum af den halve bølgelængde, er den mørke rand på dette punkt Youngs dobbeltspalteinterferens. Tyndfilmsinterferens er fænomenet interferens mellem to stråler af reflekteret lys, efter at en lysstråle er reflekteret af filmens to overflader, hvilket kaldes tyndfilmsinterferens. Ved tyndfilmsinterferens bestemmes vejforskellen for reflekteret lys fra den forreste og bageste overflade af filmens tykkelse, så den samme lyse kant (mørke kant) bør fremstå på det sted, hvor tykkelsen af filmen er ens i tyndfilmsinterferens. På grund af lysets ekstremt korte bølgelængde, når tynde film forstyrrer, bør den dielektriske film være tynd nok til at observere interferenskanter.
3. Differential interferens kontrast DIC
Metallografisk mikroskop DIC bruger princippet om polariseret lys. Transmission DIC mikroskop har hovedsageligt fire specielle optiske komponenter: polarisator, DIC prisme I, DIC prisme II og analysator. Polarisatorer er installeret direkte foran kondensatorsystemet for at lineært polarisere lyset. Et DIC-prisme er installeret i kondensatoren, og dette prisme kan dekomponere en lysstråle til to lysstråler (x og y) med forskellige polarisationsretninger, som danner en lille vinkel. Kondensatoren justerer de to lysstråler parallelt med mikroskopets optiske akse. Til at begynde med har de to lysstråler samme fase. Efter at have passeret gennem det tilstødende område af prøven, på grund af forskellen i tykkelsen og brydningsindekset af prøven, har de to lysstråler en optisk vejforskel. Et DIC-prisme II er installeret på objektivlinsens bageste brændplan, som kombinerer de to lysbølger til én. På dette tidspunkt eksisterer polarisationsplanerne (x og y) af de to lysstråler stadig. Til sidst passerer strålen gennem den første polariserende enhed, analysatoren. Før strålen danner okularets DIC-billede, er analysatoren vinkelret på polarisatorens retning. Analysatoren kombinerer to vinkelrette lysstråler til to stråler med samme polariseringsplan, hvilket får dem til at interferere. Den optiske vejforskel mellem x- og y-bølgerne bestemmer, hvor meget lys der transmitteres. Når den optiske vejforskel er 0, passerer intet lys gennem analysatoren. når den optiske vejforskel er lig med halvdelen af bølgelængden, når lyset, der passerer igennem, den maksimale værdi. Derfor, på den grå baggrund, præsenterer strukturen af prøven en forskel mellem lys og mørk. For at opnå den bedste billedkontrast kan den optiske vejforskel ændres ved at justere den langsgående finjustering af DIC prisme II, som kan ændre billedets lysstyrke. Justering af DIC-prisme II kan få prøvens fine struktur til at præsentere et positivt eller negativt projektionsbillede, normalt er den ene side lys, og den anden side er mørk, hvilket forårsager den kunstige tredimensionelle følelse af prøven.
