Εισαγωγή πεδίου εφαρμογής και απεικονιστικής αρχής μεταλλογραφικού μικροσκοπίου
Μεταλλογραφική εξέταση σιδηρούχων μετάλλων, μη σιδηρούχων μετάλλων, μεταλλουργία σκόνης, αναγνώριση και αξιολόγηση της δομής μετά από επιφανειακή επεξεργασία υλικών.
Επιλογή υλικού: υπάρχει μια ορισμένη αντιστοιχία μεταξύ της μικροδομής και των ιδιοτήτων των υλικών, επομένως μπορούν να επιλεγούν κατάλληλα υλικά.
Έλεγχος: έλεγχος πρώτων υλών και έλεγχος διαδικασίας.
Επιθεώρηση δειγματοληψίας: Η μεταλλογραφική εξέταση των ημικατεργασμένων προϊόντων πραγματοποιείται στη διαδικασία κατασκευής του προϊόντος για να διασφαλιστεί ότι η μικροδομή των προϊόντων πληροί τις απαιτήσεις επεξεργασίας της επόμενης διαδικασίας εργασίας.
Αξιολόγηση διαδικασίας: να κρίνει και να προσδιορίσει την πιστοποίηση της διαδικασίας του προϊόντος.
Αξιολόγηση κατά τη χρήση: παρέχει βάση για την ασφάλεια, την αξιοπιστία και τη διάρκεια ζωής των ανταλλακτικών κατά τη χρήση.
Ανάλυση αστοχίας: εντοπίζονται τεχνολογικά και υλικά ελαττώματα, παρέχοντας έτσι βάση μακρο και μικροανάλυσης για την ανάλυση των λόγων αστοχίας.
Αρχές απεικόνισης μεταλλογραφικού μικροσκοπίου
1. Φωτεινό οπτικό πεδίο και σκοτεινό οπτικό πεδίο
Το φωτεινό οπτικό πεδίο είναι ο πιο βασικός τρόπος παρατήρησης δειγμάτων με μικροσκόπιο και παρουσιάζει ένα φωτεινό φόντο στο οπτικό πεδίο του μικροσκοπίου. Η βασική του αρχή είναι ότι όταν η πηγή φωτός ακτινοβολεί την επιφάνεια του δείγματος κατακόρυφα ή σχεδόν κάθετα μέσω του αντικειμενικού φακού, αντανακλάται πίσω στον αντικειμενικό φακό μέσω της επιφάνειας του δείγματος για να κάνει εικόνα.
Ο τρόπος φωτισμού του σκοτεινού πεδίου είναι διαφορετικός από αυτόν του φωτεινού πεδίου καθώς παρουσιάζει ένα σκοτεινό φόντο στο οπτικό πεδίο του μικροσκοπίου και ο τρόπος φωτισμού του φωτεινού πεδίου είναι κατακόρυφη ή κάθετη πρόσπτωση, ενώ ο τρόπος φωτισμού του σκοτεινού πεδίου είναι φωτίστε το δείγμα λοξά μέσω της περιφέρειας έξω από τον αντικειμενικό φακό, έτσι ώστε το δείγμα να διασκορπίσει ή να αντανακλά το ακτινοβολούμενο φως και το φως που σκεδάζεται ή ανακλάται από το δείγμα θα εισέλθει στον αντικειμενικό φακό για να απεικονίσει το δείγμα. Παρατήρηση σκοτεινού πεδίου, μπορείτε να παρατηρήσετε ξεκάθαρα άχρωμους, λεπτούς κρυστάλλους ή λεπτές ίνες με ελαφρύτερα χρώματα που δεν είναι εύκολο να παρατηρηθούν σε φωτεινό πεδίο.
2. Πολωμένο φως και παρεμβολές
Το φως είναι ένα ηλεκτρομαγνητικό κύμα και το ηλεκτρομαγνητικό κύμα είναι ένα κύμα διάτμησης και μόνο τα διατμητικά κύματα έχουν πόλωση. Ορίζεται ως το φως του οποίου το ηλεκτρικό διάνυσμα δονείται με σταθερό τρόπο ως προς την κατεύθυνση διάδοσης.
Η πόλωση του φωτός μπορεί να ανιχνευθεί μέσω μιας πειραματικής συσκευής. Πάρτε δύο πανομοιότυπους πολωτές Α και Β και περάστε πρώτα το φυσικό φως μέσα από τον πρώτο πολωτή Α. Αυτή τη στιγμή, το φυσικό φως γίνεται επίσης πολωμένο φως, αλλά το ανθρώπινο μάτι δεν μπορεί να το διακρίνει, επομένως χρειάζεται ο δεύτερος πολωτής Β. Στερεώνοντας τον πολωτή Α, τοποθετώντας τον πολωτή Β στο ίδιο οριζόντιο επίπεδο με τον Α και περιστρέφοντας τον πολωτή Β, μπορούμε να διαπιστώσουμε ότι η ένταση του εκπεμπόμενου φωτός αλλάζει περιοδικά με την περιστροφή του Β και η ένταση σταδιακά μειώνεται από το μέγιστο στο πιο σκοτεινό κάθε 90 μοίρες και στη συνέχεια αυξάνεται σταδιακά από το πιο σκοτεινό στο πιο φωτεινό μετά από περιστροφή για 90 μοίρες. Επομένως, ο πολωτής Α ονομάζεται πολωτής και ο πολωτής Β ονομάζεται αναλυτής.
Παρεμβολή είναι το φαινόμενο κατά το οποίο δύο συνεκτικά κύματα (φως) υπερτίθενται στη ζώνη αλληλεπίδρασης για να αυξήσουν ή να μειώσουν την ένταση του φωτός. Η παρεμβολή φωτός χωρίζεται κυρίως σε παρεμβολή διπλής σχισμής και παρεμβολή λεπτής μεμβράνης. Η παρεμβολή διπλής σχισμής είναι ότι το φως που εκπέμπεται από δύο ανεξάρτητες πηγές φωτός δεν είναι συνεκτικό φως. Η συσκευή παρεμβολής διπλής σχισμής κάνει μια δέσμη φωτός να διέρχεται από τη διπλή σχισμή και να γίνεται δύο συνεκτικές δέσμες φωτός, οι οποίες επικοινωνούν μεταξύ τους στην οθόνη φωτός για να σχηματίσουν σταθερά κρόσσια παρεμβολής. Στο πείραμα παρεμβολής διπλής σχισμής, όταν η διαφορά απόστασης μεταξύ ενός σημείου της φωτεινής οθόνης και της διπλής σχισμής είναι ακόμη πολλαπλάσιο του μισού μήκους κύματος, εμφανίζονται φωτεινές λωρίδες σε αυτό το σημείο. Όταν η διαφορά απόστασης μεταξύ ενός σημείου στην οθόνη και της διπλής σχισμής είναι περιττοί χρόνοι μισού μήκους κύματος, το σκοτεινό περιθώριο σε αυτό το σημείο είναι η παρεμβολή διπλής σχισμής του Young. Η παρεμβολή λεπτής μεμβράνης αναφέρεται στο φαινόμενο παρεμβολής που προκαλείται από δύο ανακλώμενα φώτα μετά την ανάκλαση μιας δέσμης φωτός από δύο επιφάνειες της λεπτής μεμβράνης. Στην παρεμβολή λεπτής μεμβράνης, η διαφορά απόστασης του ανακλώμενου φωτός από την μπροστινή και την πίσω επιφάνεια καθορίζεται από το πάχος της μεμβράνης, επομένως η ίδια φωτεινή λωρίδα (σκοτεινή λωρίδα) στην παρεμβολή λεπτής μεμβράνης θα πρέπει να εμφανίζεται όπου το πάχος της μεμβράνης είναι ίσο. Επειδή το μήκος κύματος του φωτεινού κύματος είναι εξαιρετικά μικρό, το διηλεκτρικό φιλμ πρέπει να είναι αρκετά λεπτό ώστε να παρατηρεί τα κρόσσια παρεμβολής όταν παρεμβάλλονται λεπτές μεμβράνες.
3. DIC αντίθεσης διαφορικής παρεμβολής
Το μεταλλογραφικό μικροσκόπιο DIC χρησιμοποιεί την αρχή του πολωμένου φωτός. Το μικροσκόπιο μετάδοσης DIC έχει κυρίως τέσσερα ειδικά οπτικά εξαρτήματα: πολωτή, πρίσμα DIC I, πρίσμα DIC II και πολωτή. Ο πολωτής είναι εγκατεστημένος ακριβώς μπροστά από το σύστημα συμπυκνωτή για γραμμική πόλωση του φωτός. Ένα πρίσμα DIC είναι εγκατεστημένο στον συμπυκνωτή, το οποίο μπορεί να αποσυνθέσει μια δέσμη φωτός σε δύο δέσμες (Χ και Υ) με διαφορετικές κατευθύνσεις πόλωσης και οι δύο δέσμες σχηματίζουν μια μικρή περιλαμβανόμενη γωνία. Ο συμπυκνωτής ρυθμίζει τις δύο δέσμες φωτός στην κατεύθυνση παράλληλη προς τον οπτικό άξονα του μικροσκοπίου. * Οι δύο πρώτες δέσμες φωτός βρίσκονται στην ίδια φάση. Μετά τη διέλευση από την παρακείμενη περιοχή του δείγματος, η διαφορά οπτικής διαδρομής μεταξύ των δύο δεσμών φωτός προκύπτει λόγω του διαφορετικού πάχους και του δείκτη διάθλασης του δείγματος. Το πρίσμα DIC Ⅱ είναι εγκατεστημένο στο πίσω εστιακό επίπεδο του αντικειμενικού φακού, το οποίο συνδυάζει δύο κύματα φωτός σε μία δέσμη. Αυτή τη στιγμή, τα επίπεδα πόλωσης (x και y) των δύο δεσμών εξακολουθούν να υπάρχουν. Τέλος, η δέσμη διέρχεται από μια συσκευή πόλωσης, δηλαδή έναν αναλυτή. Πριν η δέσμη σχηματίσει μια εικόνα DIC προσοφθάλμιου, ο αναλυτής βρίσκεται σε ορθή γωνία προς τον πολωτή. Ο αναλυτής συνδυάζει δύο κατακόρυφα κύματα φωτός σε δύο δέσμες με το ίδιο επίπεδο πόλωσης, έτσι ώστε να παρεμβάλλονται μεταξύ τους. Η διαφορά οπτικής διαδρομής μεταξύ των κυμάτων X και Y καθορίζει την ποσότητα μετάδοσης φωτός. Όταν η διαφορά οπτικής διαδρομής είναι 0, κανένα φως δεν διέρχεται από τον αναλυτή. Όταν η διαφορά της οπτικής διαδρομής είναι ίση με το μισό του μήκους κύματος, το φως που διέρχεται φτάνει σε μεγάλη τιμή. Έτσι, στο γκρι φόντο, η δομή του δείγματος παρουσιάζει μια φωτεινή και σκοτεινή διαφορά. Προκειμένου η αντίθεση της εικόνας να φτάσει σε καλή κατάσταση, η διαφορά οπτικής διαδρομής μπορεί να αλλάξει ρυθμίζοντας την κάθετη λεπτή ρύθμιση του πρίσματος DIC II, η οποία μπορεί να αλλάξει τη φωτεινότητα της εικόνας. Η προσαρμογή του πρίσματος DIC ⅱ μπορεί να κάνει τη λεπτή δομή του δείγματος να παρουσιάζει θετική ή αρνητική εικόνα προβολής, συνήθως η μία πλευρά είναι φωτεινή και η άλλη είναι σκοτεινή, γεγονός που προκαλεί την τεχνητή τρισδιάστατη αίσθηση του δείγματος.
