Introducción del campo de aplicación y principio de obtención de imágenes del microscopio metalográfico.
Examen metalográfico de metales ferrosos, metales no ferrosos, pulvimetalurgia, identificación y evaluación de la estructura después del tratamiento superficial de materiales.
Selección de materiales: existe una cierta correspondencia entre la microestructura y las propiedades de los materiales, por lo que se pueden seleccionar los materiales adecuados.
Verificación: verificación de materia prima y verificación de proceso.
Inspección por muestreo: el examen metalográfico de los productos semiacabados se lleva a cabo en el proceso de fabricación del producto para garantizar que la microestructura de los productos cumpla con los requisitos de procesamiento del siguiente procedimiento de trabajo.
Evaluación de procesos: juzgar e identificar la calificación del proceso del producto.
Evaluación en servicio: proporciona una base para la seguridad, confiabilidad y vida útil de las piezas en servicio.
Análisis de fallas: se encuentran defectos tecnológicos y materiales, proporcionando así una base de análisis macro y micro para el análisis de las razones de las fallas.
Principios de imagen del microscopio metalográfico.
1. Campo de visión brillante y campo de visión oscuro
El campo de visión brillante es la forma más básica de observar muestras al microscopio y presenta un fondo brillante en el campo de visión del microscopio. Su principio básico es que cuando la fuente de luz irradia la superficie de la muestra vertical o casi verticalmente a través de la lente del objetivo, se refleja de regreso a la lente del objetivo a través de la superficie de la muestra para generar la imagen.
El modo de iluminación de campo oscuro se diferencia del de campo brillante en que presenta un fondo oscuro en el campo de visión del microscopio, y el modo de iluminación de campo brillante es de incidencia vertical o vertical, mientras que el modo de iluminación de campo oscuro es de Ilumine la muestra oblicuamente a través de la periferia fuera de la lente objetivo, de modo que la muestra disperse o refleje la luz irradiada, y la luz dispersada o reflejada por la muestra ingrese a la lente objetivo para obtener imágenes de la muestra. Observación en campo oscuro, se pueden observar claramente cristales finos incoloros o fibras finas con colores más claros que no son fáciles de observar en campo brillante.
2. Luz polarizada e interferencias.
La luz es una onda electromagnética, y la onda electromagnética es una onda de corte, y sólo las ondas de corte tienen polarización. Se define como luz cuyo vector eléctrico vibra de forma fija con respecto a la dirección de propagación.
La polarización de la luz se puede detectar mediante un dispositivo experimental. Tome dos polarizadores A y B idénticos y pase la luz natural a través del primer polarizador A primero. En este momento, la luz natural también se convierte en luz polarizada, pero el ojo humano no puede distinguirla, por lo que se necesita el segundo polarizador B. Fijando el polarizador A, colocando el polarizador B en el mismo plano horizontal que A y girando el polarizador B, podemos encontrar que la intensidad de la luz transmitida cambia periódicamente con la rotación de B, y la intensidad disminuye gradualmente desde el máximo hasta el más oscuro cada 90 grados y luego aumenta gradualmente desde el más oscuro al más brillante después de girar 90 grados. Por lo tanto, el polarizador A se llama polarizador y el polarizador B se llama analizador.
La interferencia es el fenómeno en el que dos ondas coherentes (luz) se superponen en la zona de interacción para aumentar o disminuir la intensidad de la luz. La interferencia de la luz se divide principalmente en interferencia de doble rendija e interferencia de película delgada. La interferencia de doble rendija consiste en que la luz emitida por dos fuentes de luz independientes no es luz coherente. El dispositivo de interferencia de doble rendija hace que un haz de luz pase a través de la doble rendija y se convierta en dos haces de luz coherentes, que se comunican entre sí en la pantalla de luz para formar franjas de interferencia estables. En el experimento de interferencia de doble rendija, cuando la diferencia de distancia entre un punto de la pantalla de luz y la doble rendija es incluso múltiplo de media longitud de onda, aparecen rayas brillantes en ese punto; Cuando la diferencia de distancia entre un punto de la pantalla y la doble rendija es multiplicada por la mitad de la longitud de onda, la franja oscura en ese punto es la interferencia de la doble rendija de Young. La interferencia de película delgada se refiere al fenómeno de interferencia causado por dos luces reflejadas después de que un haz de luz es reflejado por dos superficies de la película delgada. En la interferencia de película delgada, la diferencia de distancia de la luz reflejada desde las superficies frontal y posterior está determinada por el espesor de la película, por lo que la misma franja brillante (franja oscura) en la interferencia de película delgada debería aparecer donde el espesor de la película es igual. Debido a que la longitud de onda de la luz es extremadamente corta, la película dieléctrica debe ser lo suficientemente delgada como para observar franjas de interferencia cuando interfieren películas delgadas.
3. Contraste de interferencia diferencial DIC
El microscopio metalográfico DIC utiliza el principio de luz polarizada. El microscopio de transmisión DIC tiene principalmente cuatro componentes ópticos especiales: polarizador, prisma DIC I, prisma DIC II y polarizador. El polarizador se instala directamente delante del sistema de condensador para polarizar linealmente la luz. Se instala un prisma DIC en el condensador, que puede descomponer un haz de luz en dos haces (X e Y) con diferentes direcciones de polarización, y los dos haces forman un pequeño ángulo incluido. El condensador ajusta los dos haces de luz en la dirección paralela al eje óptico del microscopio. * Los dos primeros rayos de luz están en la misma fase. Después de pasar por el área adyacente de la muestra, la diferencia en la trayectoria óptica entre los dos haces de luz se produce debido al diferente espesor e índice de refracción de la muestra. El prisma DIC Ⅱ está instalado en el plano focal posterior de la lente del objetivo, que combina dos ondas de luz en un solo haz. En este momento, los planos de polarización (xey) de los dos haces todavía existen. Finalmente, el haz pasa a través de un dispositivo polarizador, es decir, un analizador. Antes de que el haz forme una imagen DIC del ocular, el analizador se encuentra en ángulo recto con respecto al polarizador. El analizador combina dos ondas de luz verticales en dos haces con el mismo plano de polarización, de modo que interfieren entre sí. La diferencia de trayectoria óptica entre las ondas X e Y determina la cantidad de transmisión de luz. Cuando la diferencia de trayectoria óptica es 0, no pasa luz a través del analizador; Cuando la diferencia del camino óptico es igual a la mitad de la longitud de onda, la luz que pasa alcanza un valor grande. Entonces, sobre el fondo gris, la estructura del espécimen presenta una diferencia brillante y oscura. Para que el contraste de la imagen alcance un buen estado, la diferencia de trayectoria óptica se puede cambiar ajustando el ajuste fino vertical del prisma DIC II, que puede cambiar el brillo de la imagen. El ajuste del prisma DIC ⅱ puede hacer que la fina estructura de la muestra presente una imagen de proyección positiva o negativa, generalmente un lado es brillante y el otro lado es oscuro, lo que provoca la sensación tridimensional artificial de la muestra.
