Uvod u područje primjene metalografskog mikroskopa
Metalografska ispitivanja željeznih metala, metalografska ispitivanja obojenih metala, metalografska ispitivanja metalurgije praha, identifikacija i procjena tkiva nakon površinske obrade materijala.
Izbor materijala: Postoji određena podudarnost između mikrostrukture i svojstava materijala, na temelju koje se može odabrati odgovarajući materijal.
Provjera: provjera sirovina i provjera procesa.
Inspekcija uzorkovanja: Proces proizvodnje proizvoda provodi metalografsku inspekciju poluproizvoda kako bi se osiguralo da mikrostruktura proizvoda zadovoljava zahtjeve obrade sljedećeg procesa.
Evaluacija procesa: Procjena i utvrđivanje kvalifikacije procesa proizvoda.
Procjena u radu: Osigurajte osnovu za performanse, pouzdanost i životni vijek dijelova u upotrebi.
Analiza kvarova: pronađite nedostatke procesa i materijala, kako biste osigurali osnovu za makro i mikro analizu za analizu kvarova.
Različiti principi snimanja metalografskim mikroskopom
1. Svijetlo polje, tamno polje
Svijetlo polje je najosnovniji način promatranja uzoraka mikroskopom, a predstavlja svijetlu pozadinu u vidnom polju mikroskopa. Osnovno načelo je da kada se izvor svjetlosti ozrači okomito ili gotovo okomito kroz leću objektiva na površinu uzorka, reflektira se natrag na leću objektiva od površine uzorka kako bi se stvorila slika.
Razlika između metode osvjetljavanja tamnog polja i svijetlog polja je u tome što se u području mikroskopskog polja nalazi tamna pozadina, a metoda osvjetljavanja svijetlog polja je vertikalna ili okomita incidencija, dok je metoda osvjetljavanja tamnog polja kroz koso polje. osvjetljenje oko leće objektiva. Uzorak, uzorak će raspršiti ili reflektirati dozračenu svjetlost, a svjetlost raspršena ili reflektirana od uzorka ulazi u leću objektiva za sliku uzorka. Promatranjem u tamnom polju mogu se jasno uočiti bezbojni i mali kristali ili svijetla fina vlakna koja je teško uočiti u svijetlom polju u tamnom polju.
2. Polarizirano svjetlo, smetnje
Svjetlost je vrsta elektromagnetskog vala, a elektromagnetski val je vrsta poprečnog vala, samo poprečni val ima fenomen polarizacije. Definira se kao svjetlost čiji električni vektor vibrira na fiksan način u odnosu na smjer širenja.
Polarizacija svjetlosti može se otkriti uz pomoć eksperimentalnih postavki. Uzmite dva identična polarizatora A i B, pustite prirodnu svjetlost da prvo prođe kroz prvi polarizator A, tada i prirodna svjetlost postaje polarizirana svjetlost, ali potreban je drugi polarizator B jer ga ljudsko oko ne može razlikovati. Fiksirajte polarizator A, postavite polarizator B na istu razinu kao A, okrenite polarizator B i možete vidjeti da se intenzitet propuštenog svjetla povremeno mijenja s rotacijom B, a intenzitet svjetla će se postupno mijenjati od maksimalnog do najviše svakih 90 stupnjeva rotacije. Oslabite do najtamnijeg, a zatim okrenite za 90 stupnjeva, intenzitet svjetlosti će se postupno povećavati od najtamnijeg do najsvjetlijeg, pa se polarizator A naziva polarizator, a polarizator B se naziva analizator.
Interferencija je pojava u kojoj se dva stupca koherentnih valova (svjetlosti) superponiraju u području interakcije kako bi se povećao ili smanjio intenzitet svjetlosti. Interferencija svjetlosti uglavnom se dijeli na interferenciju dvostrukog proreza i interferenciju tankog filma. Interferencija dvostrukog proreza znači da svjetlost koju emitiraju dva neovisna izvora svjetlosti nije koherentna svjetlost. Interferencijski uređaj s dvostrukim prorezom čini da jedna zraka svjetlosti prođe kroz dvostruki prorez i postane dvije zrake koherentne svjetlosti, koje komuniciraju na svjetlosnom ekranu i tvore stabilne interferencijske rubove. U eksperimentu interferencije dvostrukog proreza, kada je razlika putanje od točke na svjetlosnom ekranu do dvostrukog proreza parni višekratnik poluvalne duljine, na točki se pojavljuju svijetli rubovi; kada je razlika putanje od točke na svjetlosnom ekranu do dvostrukog proreza neparni višekratnik poluvalne duljine, tamni rub na ovoj točki je Youngova interferencija dvostrukog proreza. Interferencija tankog filma je pojava interferencije između dviju zraka reflektirane svjetlosti nakon što se zraka svjetlosti reflektira od dvije površine filma, što se naziva interferencija tankog filma. Kod interferencije tankog filma razlika puta reflektirane svjetlosti od prednje i stražnje površine određena je debljinom filma, pa bi se isti svijetli rub (tamni rub) trebao pojaviti na mjestu gdje je debljina filma jednaka u interferencija tankog filma. Budući da je valna duljina svjetlosti izuzetno kratka, kada tanki filmovi interferiraju, dielektrični film treba biti dovoljno tanak da se uoče interferencijske rubove.
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 analizator. Polarizatori se postavljaju izravno ispred kondenzatorskog sustava kako bi linearno polarizirali svjetlost. U kondenzatoru je ugrađena DIC prizma, koja može razložiti snop svjetlosti na dva snopa svjetlosti (x i y) različitih smjerova polarizacije, koji tvore mali kut. Kondenzator usmjerava dvije zrake svjetlosti paralelno s optičkom osi mikroskopa. U početku, dvije zrake svjetlosti imaju istu fazu. Nakon prolaska kroz susjedno područje uzorka, zbog razlike u debljini i indeksu loma uzorka, dvije zrake svjetlosti imaju optičku razliku putanje. DIC prizma II postavljena je na stražnjoj žarišnoj ravnini leće objektiva, koja spaja dva svjetlosna vala u jedan. U ovom trenutku još uvijek postoje ravnine polarizacije (x i y) dviju zraka svjetlosti. Posljednji snop prolazi kroz prvi polarizacijski uređaj, analizator. Prije nego što zraka formira DIC sliku okulara, analizator je pod pravim kutom u odnosu na smjer polarizatora. Analizator kombinira dvije okomite zrake svjetlosti u dvije zrake s istom ravninom polarizacije, uzrokujući njihovu interferenciju. Optička razlika putanje između x i y valova određuje koliko se svjetlosti prenosi. Kada je razlika optičkog puta 0, svjetlost ne prolazi kroz analizator; kada je optička razlika putanja jednaka polovici valne duljine, svjetlost koja prolazi postiže maksimalnu vrijednost. Dakle, na sivoj podlozi struktura uzorka predstavlja razliku između svijetlog i tamnog. Kako bi se postigao najbolji kontrast slike, razlika optičke putanje može se promijeniti podešavanjem uzdužnog finog podešavanja DIC prizme II, koja 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.
