Introductie van het toepassingsgebied van de metallografische microscoop en het beeldvormingsprincipe
Toepassingsgebied van metallografische microscoop
Metallografisch onderzoek van ferrometalen, metallografisch onderzoek van non-ferrometalen, metallografisch onderzoek van poedermetallurgie, weefselidentificatie en evaluatie na materiaaloppervlaktebehandeling.
Materiaalkeuze: er is een zekere overeenkomst tussen de microstructuur en de prestaties van het materiaal, op basis waarvan het geschikte materiaal kan worden geselecteerd.
Controle: grondstofcontrole en procescontrole.
Bemonsteringsinspectie: het productieproces van het product voert metallografische inspectie uit op halffabrikaten om ervoor te zorgen dat de microstructuur van het product voldoet aan de verwerkingsvereisten van het volgende proces.
Procesevaluatie: beoordelen en identificeren van de kwalificatie van het productproces.
Evaluatie tijdens gebruik: Bied een basis voor de betrouwbaarheid, betrouwbaarheid en levensduur van in gebruik zijnde onderdelen.
Storingsanalyse: vind proces- en materiaaldefecten, om macro- en microanalysebasis te bieden voor storingsanalyse.
Verschillende beeldvormingsprincipes van metallografische microscoop
1. Helder veld, donker veld
Helder veld is de meest basale manier om monsters met een microscoop te observeren en het presenteert een heldere achtergrond in het gezichtsveld van de microscoop. Het basisprincipe is dat wanneer de lichtbron verticaal of bijna verticaal door de objectieflens naar het monsteroppervlak wordt gestraald, deze door het monsteroppervlak terug naar de objectieflens wordt gereflecteerd om een afbeelding te maken.
Het verschil tussen de donkerveldverlichtingsmethode en het heldere veld is dat er een donkere achtergrond is in het veldgebied van de microscoop, en de verlichtingsmethode van het heldere veld is verticale of verticale inval, terwijl de verlichtingsmethode van het donkere veld schuin is verlichting rond de objectieflens. Het monster, het monster zal het bestraalde licht verstrooien of reflecteren, en het licht dat door het monster wordt verstrooid of gereflecteerd, komt de objectieflens binnen om het monster af te beelden. Waarneming in het donkere veld kan duidelijk kleurloze en kleine kristallen of lichtgekleurde fijne vezels waarnemen die moeilijk waar te nemen zijn in een helder veld in een donker veld.
2. Gepolariseerd licht, interferentie
Licht is een soort elektromagnetische golf en elektromagnetische golf is een soort transversale golf, alleen transversale golven hebben polarisatieverschijnselen. Het wordt gedefinieerd als licht waarvan de elektrische vector op een vaste manier trilt ten opzichte van de voortplantingsrichting.
Met behulp van proefopstellingen kan de polarisatie van licht worden gedetecteerd. Neem twee identieke polarisatoren A en B, laat het natuurlijke licht eerst door de eerste polarisator A gaan, dan wordt het natuurlijke licht ook gepolariseerd licht, maar de eerste polarisator B is nodig omdat het menselijk oog deze niet kan onderscheiden. Bevestig de polarisator A, plaats de polarisator B op hetzelfde niveau als A, draai de polarisator B, je kunt zien dat de intensiteit van het doorgelaten licht periodiek verandert met de rotatie van B, en de lichtintensiteit zal veranderen van maximaal naar 90 graden per beurt. Geleidelijk verzwakken tot het donkerste, en dan 90 graden draaien, zal de lichtintensiteit geleidelijk toenemen van het donkerste naar het helderste, dus de polarisator A wordt een polarisator genoemd en de polarisator B wordt een analysator genoemd.
Interferentie is een fenomeen waarbij twee kolommen van coherente golven (licht) in het interactiegebied worden gesuperponeerd om de lichtintensiteit te verhogen of te verlagen. De interferentie van licht is hoofdzakelijk verdeeld in interferentie met dubbele spleet en interferentie met dunne films. Interferentie met dubbele spleet betekent dat het licht dat wordt uitgezonden door twee onafhankelijke lichtbronnen geen coherent licht is. Het interferentieapparaat met dubbele spleet zorgt ervoor dat één lichtstraal door de dubbele spleet gaat en twee coherente lichtstralen worden, die communiceren op het lichtscherm om stabiele interferentieranden te vormen. In het interferentie-experiment met dubbele spleet, wanneer het padverschil van een punt op het lichtscherm naar de dubbele spleet een even veelvoud is van de halve golflengte, verschijnen er heldere randen op het punt; wanneer het padverschil van een punt op het lichtscherm naar de dubbele spleet een oneven veelvoud is van de halve golflengte , is de donkere rand op dit punt Young's dubbele spleetinterferentie. Dunnefilminterferentie is het fenomeen van interferentie tussen twee stralen gereflecteerd licht nadat een lichtstraal is gereflecteerd door de twee oppervlakken van de film, wat dunnefilminterferentie wordt genoemd. Bij dunnefilminterferentie wordt het padverschil van gereflecteerd licht vanaf de voor- en achterkant bepaald door de dikte van de film, dus dezelfde heldere rand (donkere rand) zou moeten verschijnen op de plaats waar de dikte van de film gelijk is in dunne film interferentie. Vanwege de extreem korte golflengte van licht, wanneer dunne films interfereren, moet de diëlektrische film dun genoeg zijn om interferentiefranjes waar te nemen.
3. Differentieel interferentiecontrast DIC
Metallografische microscoop DIC maakt gebruik van het principe van gepolariseerd licht. Transmissie DIC-microscoop heeft voornamelijk vier speciale optische componenten: polarisator, DIC-prisma I, DIC-prisma II en analysator. Polarisatoren zijn direct voor het condensorsysteem geïnstalleerd om het licht lineair te polariseren. In de condensor is een DIC-prisma geïnstalleerd, en dit prisma kan een lichtstraal ontbinden in twee lichtstralen (x en y) met verschillende polarisatierichtingen, die een kleine hoek vormen. De condensor richt de twee lichtbundels evenwijdig aan de optische as van de microscoop. Aanvankelijk hebben de twee lichtbundels dezelfde fase. Nadat ze door het aangrenzende gebied van het monster zijn gegaan, hebben de twee lichtstralen vanwege het verschil in dikte en brekingsindex van het monster een optisch padverschil. Een DIC-prisma II is geïnstalleerd in het achterste brandpuntsvlak van de objectieflens, dat de twee lichtgolven tot één combineert. Op dit moment bestaan de polarisatievlakken (x en y) van de twee lichtbundels nog steeds. Ten slotte gaat de bundel door het eerste polariserende apparaat, de analysator. Voordat de bundel het DIC-beeld van het oculair vormt, staat de analysator haaks op de richting van de polarisator. De analysator combineert twee loodrechte lichtbundels tot twee bundels met hetzelfde polarisatievlak, waardoor ze gaan interfereren. Het optische padverschil tussen de x- en y-golven bepaalt hoeveel licht wordt doorgelaten. Wanneer het optische padverschil 0 is, gaat er geen licht door de analysator; wanneer het optische padverschil gelijk is aan de helft van de golflengte, bereikt het passerende licht de maximale waarde. Daarom vertoont de structuur van het exemplaar op de grijze achtergrond een verschil tussen licht en donker. Om het beste beeldcontrast te bereiken, kan het optische padverschil worden gewijzigd door de longitudinale fijnafstelling van het DIC-prisma II aan te passen, wat de helderheid van het beeld kan veranderen. Door het DIC-prisma II aan te passen, kan de fijne structuur van het monster een positief of negatief projectiebeeld weergeven, meestal is de ene kant helder en de andere kant donker, wat het kunstmatige driedimensionale gevoel van het monster veroorzaakt.
