Metallografisk mikroskop frakturanalyseteknologi
1. Observationsmetode for metallografisk mikroskop
Det grundlæggende princip for et metallografisk mikroskop, der bruges i materialevidenskab, er at observere overfladetilstanden af et objekt ved at reflektere lys fra overfladen af prøven. På grund af forskelle i mikrostruktur, krystalstruktur, kemisk sammensætning og ruhed af materialeoverfladen varierer lysreflektionen, hvilket resulterer i dannelsen af en foring som vist i figurerne 3-5.
Den ultimative opløsning af et optisk mikroskop er begrænset af bølgelængden af synligt lys og kan generelt bestemmes af Payleigh-kriteriet, som er d=0.61 λ/(N • A)
I formlen: d er opløsningen;
λ er bølgelængden af synligt lys
N. A er den numeriske blænde.
Hvis et grønt filter bruges i et metallografisk mikroskop, kan k-værdien være omtrent lig med {{0}},5 μm, og for større tilladte numeriske åbninger med en N · A på 1,4 er det umuligt at skelne fine strukturer mindre end 0,2 μm. På grund af de iboende ulemper ved lav forstørrelse og lav brændvidde er prøverne af optiske mikroskoper med splitstave begrænset til flade brudflader, mens hårde brudflader med store bølger ikke kan observeres og analyseres ved hjælp af optiske mikroskoper.
Ved brudsvigtsanalyse bruges metallografisk mikroskopi hovedsageligt til at observere materialers mikrostruktur og morfologien af revner, som hører til omfanget af metallografisk analyse og vil ikke blive uddybet her. Ved observation af revner er det ikke kun nødvendigt at observere og analysere de morfologiske karakteristika, orientering, egenskaber og begyndelsen og slutningen af selve revnen, men også at observere og analysere situationen omkring revnen og den normale krop, ændringerne i mikrohårdhed på begge sider af revnen, fordelingen af indeslutninger og de morfologiske karakteristika af oxider eller korrosionsprodukter inde i revnen.
For nylig er der sket nye fremskridt i anvendelsen af optisk mikroskopi til at observere grene, med fremkomsten af nye typer optiske mikroskoper med konfokale panlinser; Derudover kan plastisk kulstofreplikationsteknologi bruges til at observere frakturmorfologien under optisk mikroskopi.
2. Vigtigste optiske instrumenter anvendt
De værktøjer, der bruges i metallografisk mikroskop frakturanalyseteknologi omfatter hovedsageligt optiske instrumenter såsom metallografisk mikroskop og stereomikroskop med dobbelte linser.
På grund af det metallografiske mikroskops lave fokusdybde kræves det, at den undersøgte frakturoverflade er ret flad, endda meget tæt på et plan. Det vil sige, at det normalt ikke er muligt at undersøge ru og ujævne brudflader ved hjælp af et optisk mikroskop.
Når man observerer brudoverfladen under et metallografisk mikroskop, er den almindeligt anvendte forstørrelse omkring 100 til 500. Når man anvender metallografisk analyse for at studere morfologiegenskaberne for brudflader, er det nødvendigt at installere en brudprøvefastspændingsanordning på mikroskopstadiet for at sikre vilkårlig justering af brudobservationsoverfladens hældningsbegrænsning, således at den observerede del af bruddet er vinkelret på den mikroskopiske dæmpningsakse.
Den bølgende morfologi af brudfladen gør det vanskeligt at fokusere billedet fuldt ud under det metallografiske mikroskop, hvilket betyder, at der kun kan opnås klare billeder af mindre områder under det metallografiske mikroskop. For at overvinde denne ulempe kan et meget lille område af synsfeltet vælges under et x400 optisk mikroskopmiljø til at tage polære billeder, og derefter kan de fokuserede dele i de samme synsfeltbilleder afskæres uden at skulle indsætte disse fotos i ét billede i henhold til de relative positioner af hver sektion. Denne metode er ret besværlig, men ud fra et perspektiv om at udvide brugen af optiske mikroskoper er det stadig muligt. Især for enheder, der i øjeblikket ikke har elektronmikroskopi, har det mere praktisk betydning.
En anden type optisk mikroskop er et binokulært stereomikroskop, som typisk bruger en forstørrelse på xl til x 100 og har en stærk følelse af stereosyn. Den kan parres med fotoudstyr.
For nylig har Mclachin udviklet et optisk mikroskop med større fokusdybde, som kan bruges til at analysere og studere morfologien af mikroskopiske brud.
