Uvod u područje primjene i princip snimanja metalografskog mikroskopa
Metalografska ispitivanja željeznih metala, obojenih metala, metalurgija praha, identifikacija i ocjena strukture nakon površinske obrade materijala.
Izbor materijala: postoji određena podudarnost između mikrostrukture i svojstava materijala, tako da se mogu odabrati odgovarajući materijali.
Provjera: provjera sirovina i provjera procesa.
Kontrola uzorkovanja: metalografsko ispitivanje poluproizvoda provodi se u procesu proizvodnje proizvoda kako bi se osiguralo da mikrostruktura proizvoda zadovoljava zahtjeve obrade sljedećeg radnog postupka.
Evaluacija procesa: prosuditi i identificirati kvalifikaciju procesa proizvoda.
Procjena u radu: osigurati osnovu za sigurnost, pouzdanost i radni vijek dijelova u upotrebi.
Analiza kvarova: utvrđuju se tehnološki i materijalni nedostaci, čime se daje makro i mikro analiza osnova za analizu uzroka kvarova.
Principi snimanja metalografskim mikroskopom
1. Svijetlo vidno polje i tamno vidno polje
Svijetlo vidno polje je najosnovniji način promatranja uzoraka mikroskopom, a predstavlja svijetlu pozadinu u vidnom polju mikroskopa. Njegovo osnovno načelo je da kada izvor svjetlosti zrači površinu uzorka okomito ili gotovo okomito kroz leću objektiva, reflektira se natrag na leću objektiva kroz površinu uzorka kako bi stvorio sliku.
Način osvjetljenja tamnog polja razlikuje se od načina osvjetljenja svijetlog polja po tome što predstavlja tamnu pozadinu u vidnom polju mikroskopa, a način osvjetljenja svijetlog polja je okomito ili okomito upadanje, dok je način osvjetljenja tamnog polja osvijetlite uzorak koso kroz periferiju izvan leće objektiva, tako da će uzorak raspršiti ili reflektirati dozračenu svjetlost, a svjetlost raspršena ili reflektirana od uzorka će ući u leću objektiva da prikaže uzorak. Promatranje u tamnom polju, jasno možete uočiti bezbojne, fine kristale ili fina vlakna sa svjetlijim bojama koje nije lako promatrati u svijetlom polju.
2. Polarizirano svjetlo i smetnje
Svjetlost je elektromagnetski val, a elektromagnetski val je smični val, a samo smični valovi imaju polarizaciju. Definira se kao svjetlost čiji električni vektor vibrira na fiksan način u odnosu na smjer širenja.
Polarizacija svjetlosti može se otkriti pomoću eksperimentalnog uređaja. Uzmite dva identična polarizatora A i B i prvo propustite prirodno svjetlo kroz prvi polarizator A. U to vrijeme prirodno svjetlo također postaje polarizirano svjetlo, ali ga ljudsko oko ne može razlikovati, pa je potreban drugi polarizator B. Fiksiranjem polarizatora A, postavljanjem polarizatora B na istu horizontalnu ravninu kao A i rotiranjem polarizatora B, možemo ustanoviti da se intenzitet propuštene svjetlosti periodički mijenja s rotacijom B, a intenzitet postupno opada od maksimuma do najtamniji svakih 90 stupnjeva, a zatim postupno raste od najtamnijeg do najsvjetlijeg nakon rotacije za 90 stupnjeva. Stoga se polarizator A naziva polarizator, a polarizator B analizator.
Interferencija je pojava da se dva koherentna vala (svjetlosti) superponiraju u zoni interakcije kako bi povećali ili smanjili intenzitet svjetlosti. Interferencija svjetlosti uglavnom se dijeli na interferenciju dvostrukog proreza i interferenciju tankog filma. Interferencija dvostrukog proreza je da svjetlost koju emitiraju dva neovisna izvora svjetlosti nije koherentna svjetlost. Uređaj interferencije s dvostrukim prorezom čini da zraka svjetlosti prolazi kroz dvostruki prorez i postaje dvije koherentne zrake svjetlosti, koje međusobno komuniciraju na svjetlosnom ekranu tvoreći stabilne interferencijske rubove. U eksperimentu interferencije dvostrukog proreza, kada je razlika u udaljenosti između točke na svjetlosnom ekranu i dvostrukog proreza čak i višestruka od polovine valne duljine, svijetle pruge se pojavljuju na toj točki; Kada je razlika u udaljenosti između točke na ekranu i dvostrukog proreza jednaka neparnim puta pola valne duljine, tamni rub na toj točki predstavlja Youngovu smetnju dvostrukog proreza. Interferencija tankog filma odnosi se na pojavu interferencije koju uzrokuju dva reflektirana svjetla nakon što se zraka svjetlosti reflektira na dvije površine tankog filma. Kod interferencije tankog filma, razlika udaljenosti reflektirane svjetlosti od prednje i stražnje površine određena je debljinom filma, tako da bi se ista svijetla pruga (tamna pruga) kod interferencije tankog filma trebala pojaviti tamo gdje je debljina filma jednaka. Budući da je valna duljina svjetlosnog vala iznimno kratka, dielektrični film bi trebao biti dovoljno tanak da se uoče interferencijske rubove kada tanki filmovi interferiraju.
3. Diferencijalni interferencijski kontrast DIC
Metalografski mikroskop DIC koristi princip polarizirane svjetlosti. Transmisijski DIC mikroskop uglavnom ima četiri posebne optičke komponente: polarizator, DIC prizmu I, DIC prizmu II i polarizator. Polarizator se postavlja izravno ispred kondenzatorskog sustava kako bi linearno polarizirao svjetlost. U kondenzator je ugrađena DIC prizma koja može razložiti snop svjetlosti na dva snopa (X i Y) s različitim smjerovima polarizacije, a dva snopa tvore mali uključeni kut. Kondenzator podešava dvije zrake svjetlosti u smjeru paralelnom s optičkom osi mikroskopa. * Prva dva snopa svjetlosti su u istoj fazi. Nakon prolaska kroz susjedno područje uzorka, dolazi do optičke razlike putanje između dviju zraka svjetlosti zbog različite debljine i indeksa loma uzorka. DIC prizma Ⅱ postavljena je na stražnjoj žarišnoj ravnini leće objektiva, koja spaja dva svjetlosna vala u jednu zraku. U ovom trenutku još uvijek postoje ravnine polarizacije (x i y) dviju zraka. Konačno, zraka prolazi kroz polarizacijski uređaj, odnosno analizator. Prije nego što zraka formira DIC sliku okulara, analizator je pod pravim kutom u odnosu na polarizator. Analizator spaja dva vertikalna svjetlosna vala u dva snopa s istom ravninom polarizacije, tako da oni međusobno interferiraju. Razlika optičkog puta između X i Y valova određuje količinu prijenosa svjetlosti. Kada je razlika optičkog puta 0, svjetlost ne prolazi kroz analizator; Kada je razlika optičkog puta jednaka polovici valne duljine, svjetlost koja prolazi postiže veliku vrijednost. Dakle, na sivoj pozadini, struktura uzorka predstavlja svijetlu i tamnu razliku. Kako bi kontrast slike postigao dobro stanje, razlika optičke putanje može se promijeniti podešavanjem okomitog finog podešavanja DIC prizme II, što može promijeniti svjetlinu slike. Podešavanje DIC prizme ⅱ može učiniti da fina struktura uzorka predstavlja pozitivnu ili negativnu projekcijsku sliku, obično je jedna strana svijetla, a druga tamna, što uzrokuje umjetni trodimenzionalni osjećaj uzorka.
