Tehnologija analize loma metalografskim mikroskopom
1. Metoda promatranja metalografskim mikroskopom
Osnovno načelo metalografskog mikroskopa koji se koristi u znanosti o materijalima je promatranje površinskog stanja predmeta reflektiranjem svjetlosti s površine uzorka. Zbog razlika u mikrostrukturi, kristalnoj strukturi, kemijskom sastavu i hrapavosti površine materijala, refleksija svjetlosti varira, što rezultira stvaranjem obloge kao što je prikazano na slikama 3-5.
Konačna razlučivost optičkog mikroskopa ograničena je valnom duljinom vidljive svjetlosti i općenito se može odrediti Payleighovim kriterijem, koji iznosi d=0,61 λ/(N • A)
U formuli: d je rezolucija;
λ je valna duljina vidljive svjetlosti
N. A je numerička apertura.
Ako se u metalografskom mikroskopu koristi zeleni filtar, vrijednost k može biti približno jednaka {{0}},5 μ m, a za veće dopuštene numeričke otvore s N · A od 1,4 to je nemoguće za razlikovanje finih struktura manjih od 0,2 μm. Zbog inherentnih nedostataka malog povećanja i male žarišne dubine, uzorci optičkih mikroskopa s podijeljenom šipkom ograničeni su na ravne površine prijeloma, dok se čvrste površine prijeloma s velikim valovima ne mogu promatrati i analizirati pomoću optičkih mikroskopa.
U analizi loma metalografska mikroskopija uglavnom se koristi za promatranje mikrostrukture materijala i morfologije pukotina, što spada u okvir metalografske analize i ovdje se neće elaborirati. Pri promatranju pukotina nije potrebno samo promatrati i analizirati morfološke karakteristike, orijentaciju, svojstva te početak i kraj same pukotine, već promatrati i analizirati situaciju oko pukotine i normalnog tijela, promjene u mikrotvrdoću s obje strane pukotine, raspodjelu uključaka i morfološka svojstva oksida ili produkata korozije unutar pukotine.
Nedavno je postignut novi napredak u primjeni optičke mikroskopije za promatranje grana, s pojavom novih tipova optičkih mikroskopa s konfokalnim pan lećama; Osim toga, tehnologija replikacije plastičnog ugljika može se koristiti za promatranje morfologije prijeloma pod optičkim mikroskopom.
2. Primijenjeni glavni optički instrumenti
Alati koji se koriste u tehnologiji analize loma metalografskim mikroskopom uglavnom uključuju optičke instrumente kao što su metalografski mikroskop i stereo mikroskop s dvostrukim lećama.
Zbog male dubine fokusa metalografskog mikroskopa, potrebno je da proučavana površina loma bude prilično ravna, čak vrlo blizu ravnini. Odnosno, optičkim mikroskopom obično nije moguće pregledati grube i neravne površine prijeloma.
Pri promatranju površine prijeloma pod metalografskim mikroskopom, obično korišteno povećanje je oko 100 do 500. Prilikom primjene metalografske analize za proučavanje morfoloških karakteristika površina prijeloma, potrebno je instalirati uređaj za stezanje uzorka prijeloma na stoliću mikroskopa kako bi se osiguralo proizvoljno podešavanje ograničenja nagiba površine promatranja prijeloma, tako da promatrani dio prijeloma bude okomit na mikroskopsku os zatamnjenja.
Valovita morfologija površine prijeloma otežava potpuno fokusiranje slike pod metalografskim mikroskopom, što znači da se pod metalografskim mikroskopom mogu dobiti samo jasne slike manjih područja. Kako bi se prevladao ovaj nedostatak, vrlo malo područje vidnog polja može se odabrati pod x400 optičkim mikroskopom za snimanje polarnih fotografija, a zatim se fokusirani dijelovi na tim istim fotografijama vidnog polja mogu odrezati bez potrebe zalijepiti te fotografije u jednu sliku prema relativnim položajima svakog odjeljka. Ova metoda je prilično glomazna, ali je iz perspektive širenja uporabe optičkih mikroskopa ipak izvediva. Posebno za jedinice koje trenutno nemaju elektronsku mikroskopiju, to ima više praktičnog značaja.
Druga vrsta optičkog mikroskopa je binokularni stereo mikroskop, koji obično koristi povećanje od xl do x 100 i ima snažan osjećaj stereo vida. Može se upariti s fotografskom opremom.
Nedavno je Mclachin razvio optički mikroskop s većom dubinom fokusa, koji se može koristiti za analizu i proučavanje morfologije mikroskopskih prijeloma.
