Kuvaus metallografisten mikroskooppien käytöstä ja kuvantamisprosessista
Metallografisen mikroskoopin käyttöalue
Rautametallien metallografinen tutkimus, ei-rautametallien metallografinen tutkimus, jauhemetallurgian metallografinen tutkimus, kudosten tunnistus ja arviointi materiaalin pintakäsittelyn jälkeen.
Materiaalin valinta: Materiaalin mikrorakenteen ja suorituskyvyn välillä on tietty vastaavuus, jonka perusteella voidaan valita sopiva materiaali.
Tarkista: raaka-aineen tarkistus ja prosessin tarkistus.
Näytteenottotarkastus: Tuotteen valmistusprosessissa tehdään metallografista tarkastusta puolivalmiille tuotteille varmistaakseen, että tuotteen mikrorakenne täyttää seuraavan prosessin käsittelyvaatimukset.
Prosessin arviointi: Tuoteprosessin pätevyyden arvioiminen ja tunnistaminen.
Käytönaikaisten osien arviointi: Luo pohja käytössä olevien osien luotettavuudelle, luotettavuudelle ja käyttöikään.
Vikaanalyysi: etsi prosessi- ja materiaaliviat, jotta saadaan makro- ja mikroanalyysiperusta vikaanalyysille.
Metallografisen mikroskoopin erilaiset kuvantamisperiaatteet
1. Kirkas kenttä, tumma kenttä
Kirkas kenttä on yksinkertaisin tapa tarkkailla näytteitä mikroskoopilla, ja se antaa kirkkaan taustan mikroskoopin näkökentässä. Perusperiaate on, että kun valonlähdettä säteilytetään pystysuoraan tai lähes pystysuoraan objektiivin läpi näytteen pintaan, se heijastuu takaisin objektiiviin näytepinnasta kuvan muodostamiseksi.
Ero tumman kentän valaistusmenetelmän ja kirkkaan kentän välillä on se, että mikroskoopin kentän alueella on tumma tausta ja kirkkaan kentän valaistusmenetelmä on pystysuora tai pystysuora tulo, kun taas tumman kentän valaistusmenetelmä on vinon läpi. valaistus objektiivin ympärillä. Näyte, näyte siroaa tai heijastaa säteilytettyä valoa, ja näytteen siroama tai heijastama valo menee objektiiviin kuvaamaan näytettä. Pimeän kentän havainnointi voi selvästi havaita värittömiä ja pieniä kiteitä tai vaaleita hienoja kuituja, joita on vaikea havaita kirkkaassa kentässä pimeässä kentässä.
2. Polarisoitunut valo, häiriöt
Valo on eräänlainen sähkömagneettinen aalto, ja sähkömagneettinen aalto on eräänlainen poikittaisaalto, vain poikittaisella aallolla on polarisaatioilmiö. Se määritellään valoksi, jonka sähkövektori värähtelee kiinteästi suhteessa etenemissuuntaan.
Valon polarisaatio voidaan havaita kokeellisten asetusten avulla. Otetaan kaksi identtistä polarisaattoria A ja B, annetaan luonnonvalon kulkea ensin ensimmäisen polarisaattorin A läpi, tällä hetkellä luonnonvalosta tulee myös polarisoitua valoa, mutta toinen polarisaattori B tarvitaan, koska ihmissilmä ei pysty erottamaan sitä. Kiinnitä polarisaattori A, aseta polarisaattori B samalle tasolle A:n kanssa, käännä polarisaattoria B, niin huomaat, että läpäisevän valon intensiteetti muuttuu ajoittain B:n pyöriessä ja valon intensiteetti muuttuu vähitellen maksimista enintään joka 90 asteen kierto. Heikennettynä pimeimpään ja sitten käännettäessä 90 astetta, valon voimakkuus kasvaa vähitellen tummimmasta kirkkaimpaan, joten polarisaattoria A kutsutaan polarisaattoriksi ja polarisaattoria B analysaattoriksi.
Häiriö on ilmiö, jossa kaksi koherenttia aaltoa (valoa) on päällekkäin vuorovaikutusalueella valon voimakkuuden lisäämiseksi tai vähentämiseksi. Valon häiriöt jaetaan pääasiassa kaksoisrakohäiriöihin ja ohutkalvohäiriöihin. Kaksoisraon häiriö tarkoittaa, että kahden itsenäisen valonlähteen lähettämä valo ei ole koherenttia valoa. Kaksoisrakoinen interferenssilaite saa yhden valonsäteen kulkemaan kaksoisraon läpi ja muodostamaan kaksi koherenttia valonsädettä, jotka kommunikoivat valonäytöllä muodostaen vakaat interferenssihaut. Kun kaksoisraon häiriökokeessa polun ero valonäytön pisteestä kaksoisrakoon on puoliaallonpituuden parillinen monikerta, pisteessä näkyy kirkkaita reunuksia; kun polkuero valonäytön pisteestä kaksoisrakoon on puoliaallonpituuden pariton kerrannainen, tumma reuna tässä kohdassa on Youngin kaksoisraon interferenssi. Ohutkalvointerferenssi on ilmiö kahden heijastuneen valonsäteen välillä sen jälkeen, kun valonsäde on heijastunut kalvon kahdelta pinnalta, jota kutsutaan ohutkalvohäiriöksi. Ohutkalvointerferenssissä etu- ja takapinnasta heijastuneen valon reittiero määräytyy kalvon paksuuden mukaan, joten saman kirkkaan reunan (tumma reuna) tulisi näkyä kohdassa, jossa kalvon paksuus on yhtä suuri kuin ohutkalvon häiriötä. Valon äärimmäisen lyhyen aallonpituuden vuoksi ohuiden kalvojen häiritseessä dielektrisen kalvon tulee olla riittävän ohut havaitsemaan interferenssin reunat.
3. Differentiaalinen häiriökontrasti DIC
Metallografinen mikroskooppi DIC käyttää polarisoidun valon periaatetta. Transmissio DIC-mikroskoopissa on pääasiassa neljä erityistä optista komponenttia: polarisaattori, DIC-prisma I, DIC-prisma II ja analysaattori. Polarisaattorit asennetaan suoraan lauhdutinjärjestelmän eteen polarisoimaan valoa lineaarisesti. Kondensaattoriin on asennettu DIC-prisma, joka voi hajottaa valonsäteen kahdeksi valonsäteeksi (x ja y), joilla on eri polarisaatiosuunnat, jotka muodostavat pienen kulman. Lauhdutin kohdistaa kaksi valonsädettä yhdensuuntaisesti mikroskoopin optisen akselin kanssa. Aluksi kahden valonsäteen vaiheet ovat yhdenmukaiset. Näytteen viereisen alueen läpi kulkemisen jälkeen kahdella valonsäteellä on näytteen paksuuden ja taitekertoimen erosta johtuen optinen reittiero. Objektiivin takapolttotasoon on asennettu DIC-prisma II, joka yhdistää kaksi valoaaltoa yhdeksi. Tällä hetkellä kahden valonsäteen polarisaatiotasot (x ja y) ovat edelleen olemassa. Lopuksi säde kulkee ensimmäisen polarisoivan laitteen, analysaattorin, läpi. Ennen kuin säde muodostaa okulaarin DIC-kuvan, analysaattori on suorassa kulmassa polarisaattorin suuntaan. Analysaattori yhdistää kaksi kohtisuoraa valonsädettä kahdeksi säteeksi, joilla on sama polarisaatiotaso, mikä saa ne häiritsemään. Optisen polun ero x- ja y-aaltojen välillä määrittää, kuinka paljon valoa lähetetään. Kun optisen polun ero on 0, valoa ei kulje analysaattorin läpi. kun optisen polun ero on puolet aallonpituudesta, läpi kulkeva valo saavuttaa maksimiarvon. Siksi harmaalla taustalla näytteen rakenne esittää eron vaalean ja tumman välillä. Parhaan kuvan kontrastin saavuttamiseksi optista polkueroa voidaan muuttaa säätämällä DIC-prisman II pitkittäistä hienosäätöä, mikä voi muuttaa kuvan kirkkautta. DIC-prismaa II säätämällä voidaan näytteen hienosta rakenteesta saada positiivinen tai negatiivinen projektiokuva, yleensä toinen puoli on kirkas ja toinen puoli tumma, mikä aiheuttaa näytteen keinotekoisen kolmiulotteisen tunteen.
