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                        金相顯微鏡應用領域及成像原理

                        更新時間:2022-04-02      點擊次數:1025
                          金相顯微鏡的應用領域
                         
                          黑色金屬金相檢驗、有色金屬金相檢驗、粉末冶金金相檢驗、材料表面處理后組織鑒別及評定。
                         
                          選材:材料的顯微組織與性能之間存在一定的對應關系,據此可選擇合適的材料。
                         
                          校核:原材料校核和工藝校核。
                         
                          抽檢:產品制造流程對半成品進行金相檢驗,確保產品的顯微組織滿足下道工序的加工要求。
                         
                          工藝評定: 判斷和鑒別產品工藝的合格。
                         
                          在役評價: 為在役零件的安全性、可靠性及零件在役壽命提供依據。
                         
                          失效分析: 發現工藝性和材料性缺陷,從而為失效原因的分析提供宏觀和微觀的分析依據。
                         
                          金相顯微鏡的各成像原理
                         
                          1、明視場、暗視場
                         
                          明視場是顯微鏡觀察樣品較基本的一種觀察方式,在顯微鏡視場區呈現明亮的背景。其基本原理為,當光源垂直或近似垂直的通過物鏡照射到樣品表面,經樣品表面反射回物鏡使其成像。
                         
                          暗視場照明方式與明視場不同的地方在于,在顯微鏡視場區呈現暗背景,明視場的照射方式為垂直或垂直入射,而暗視場的照射方式為通過物鏡以外的周圍斜射照明樣品,樣品就會對照射光線起到散射或反射的作用,經過樣品散射或反射的光線進入物鏡使樣品成像。暗視場觀察,可將在明視場下不易觀察的無色,細小的晶體或者顏色較為淺淡的細小纖維,在暗視場清楚觀察。
                         
                          2、偏振光、干涉
                         
                          光是一種電磁波,而電磁波是一種橫波,只有橫波才有偏振現象。其定義為電矢量相對于傳播方向以一固定方式震動的光。
                         
                          光的偏振現象可以借助于實驗裝置進行檢測。取兩塊相同的偏振片A、B,將自然光先通過**塊偏振片A,此時自然光也變成為偏振光,但因為人眼無法辨別所以就需要第二塊偏振片B。將偏振片A固定,偏振片B放置于與A同一水平面,轉動偏振片B,即可發現透射光的強度隨著B的轉動而出現周期性的變化,每轉90°光強度會從*大逐漸減弱至*暗,接著再轉動90°光強度會從*暗逐漸增強到*亮,故將偏振片A叫做起偏器,偏振片B叫做檢偏器。
                         
                          干涉即為兩列相干波(光)在相互作用區疊加是產生的光強度加強或減弱現象。光的干涉主要分為雙縫干涉和薄膜干涉。雙縫干涉為兩個獨立的光源發出的光不是相干光,雙縫干涉的裝置使一束光通過雙縫后變為兩束相干光,在光屏上相通形成穩定的干涉條紋。在雙縫干涉實驗中,光屏上某點到雙縫的路程差為半波長的偶數倍時,該點出現亮條紋;光屏上某點到雙縫的路程差為半波長的奇數倍時,該點出現暗條紋為楊氏雙縫干涉。薄膜干涉為讓一束光經薄膜的兩個表面反射后,形成的兩束反射光產生的干涉現象叫薄膜干涉。在薄膜干涉中,前、后表面反射光的路程差由膜的厚度決定,所以薄膜干涉中同一明條紋(暗條紋)應出現在膜的厚度相等的地方。由于光波波長極短,所以薄膜干涉時,介質膜應足夠薄,才能觀察到干涉條紋。
                         
                          3、微分干涉襯度DIC
                         
                          金相顯微鏡DIC利用的是偏振光原理,透射式DIC顯微鏡主要有四個特殊的光學組件:起偏振鏡、DIC棱鏡Ⅰ、DIC棱鏡Ⅱ和檢偏振鏡。起偏振鏡直接裝在聚光系統的前面,使光線發生線性偏振。在聚光器中安裝DIC棱鏡,此棱鏡可將一束光分解成偏振方向不同的兩束光(x和y),二者成一小夾角。聚光器將兩束光調整成與顯微鏡光軸平行的方向。*初兩束光相位一致,在穿過標本相鄰的區域后,由于標本的厚度和折射率不同,引起兩束光發生了光程差。在物鏡的后焦面處安裝了DIC棱鏡Ⅱ,它把兩束光波合并成一束。這時兩束光的偏振面(x和y)仍然存在。*后光束穿過第二個偏振裝置,即檢偏振鏡。在光束形成目鏡DIC影像之前,檢偏振鏡與偏光器的方向成直角。檢偏振鏡將兩束垂直的光波組合成具有相同偏振面的兩束光,從而使二者發生干涉。x和y波的光程差決定著透光的多少。光程差值為0時,沒有光穿過檢偏振鏡;光程差值等于波長一半時,穿過的光達到*大值。于是在灰色的背景上,標本結構呈現出亮暗差。為了使影像的反差達到*佳狀態,可通過調節DIC棱鏡Ⅱ的縱行微調來改變光程差,光程差可改變影像的亮度。調節DIC棱鏡Ⅱ可使標本的細微結構呈現出正或負的投影形象,通常是一側亮,而另一側暗,這便造成了標本的人為三維立體感。


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