Τεχνολογία ανάλυσης θραύσης μεταλλογραφικού μικροσκοπίου
1. Μέθοδος παρατήρησης μεταλλογραφικού μικροσκοπίου
Η βασική αρχή ενός μεταλλογραφικού μικροσκοπίου που χρησιμοποιείται στην επιστήμη των υλικών είναι να παρατηρεί την επιφανειακή κατάσταση ενός αντικειμένου αντανακλώντας το φως από την επιφάνεια του δείγματος. Λόγω των διαφορών στη μικροδομή, την κρυσταλλική δομή, τη χημική σύνθεση και την τραχύτητα της επιφάνειας του υλικού, η ανάκλαση του φωτός ποικίλλει, με αποτέλεσμα το σχηματισμό μιας επένδυσης όπως φαίνεται στα σχήματα 3-5.
Η τελική ανάλυση ενός οπτικού μικροσκοπίου περιορίζεται από το μήκος κύματος του ορατού φωτός και μπορεί γενικά να προσδιοριστεί από το κριτήριο Payleigh, το οποίο είναι d=0.61 λ/(N • A)
Στον τύπο: d είναι η ανάλυση.
λ είναι το μήκος κύματος του ορατού φωτός
N. A είναι το αριθμητικό διάφραγμα.
Εάν χρησιμοποιείται πράσινο φίλτρο σε μεταλλογραφικό μικροσκόπιο, η τιμή k μπορεί να είναι περίπου ίση με {{0}},5 μ m και για μεγαλύτερα επιτρεπόμενα αριθμητικά ανοίγματα με N · A 1,4, είναι αδύνατο να διακρίνει λεπτές δομές μικρότερες από 0,2 μ m. Λόγω των εγγενών μειονεκτημάτων της χαμηλής μεγέθυνσης και του ρηχού εστιακού βάθους, τα δείγματα οπτικών μικροσκοπίων split rod περιορίζονται σε επίπεδες επιφάνειες θραύσης, ενώ οι σκληρές επιφάνειες θραύσης με μεγάλες κυματώσεις δεν μπορούν να παρατηρηθούν και να αναλυθούν χρησιμοποιώντας οπτικά μικροσκόπια.
Στην ανάλυση αστοχίας θραύσης, η μεταλλογραφική μικροσκοπία χρησιμοποιείται κυρίως για την παρατήρηση της μικροδομής των υλικών και της μορφολογίας των ρωγμών, τα οποία ανήκουν στο πεδίο της μεταλλογραφικής ανάλυσης και δεν θα αναλυθούν εδώ. Κατά την παρατήρηση ρωγμών, δεν είναι μόνο απαραίτητο να παρατηρηθούν και να αναλυθούν τα μορφολογικά χαρακτηριστικά, ο προσανατολισμός, οι ιδιότητες και η αρχή και το τέλος της ίδιας της ρωγμής, αλλά και η παρατήρηση και ανάλυση της κατάστασης γύρω από τη ρωγμή και το κανονικό σώμα, τις αλλαγές στο μικροσκληρότητα και στις δύο πλευρές της ρωγμής, η κατανομή των εγκλεισμάτων και τα μορφολογικά χαρακτηριστικά των οξειδίων ή των προϊόντων διάβρωσης μέσα στη ρωγμή.
Πρόσφατα, έχει σημειωθεί νέα πρόοδος στην εφαρμογή της οπτικής μικροσκοπίας για την παρατήρηση κλαδιών, με την εμφάνιση νέων τύπων οπτικών μικροσκοπίων με ομοεστιακούς φακούς. Επιπλέον, η τεχνολογία αντιγραφής πλαστικού άνθρακα μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την παρατήρηση της μορφολογίας του κατάγματος κάτω από οπτικό μικροσκόπιο.
2. Κύρια οπτικά όργανα που εφαρμόζονται
Τα εργαλεία που χρησιμοποιούνται στην τεχνολογία ανάλυσης θραύσης μεταλλογραφικού μικροσκοπίου περιλαμβάνουν κυρίως οπτικά όργανα όπως μεταλλογραφικό μικροσκόπιο και στερεοσκοπικό μικροσκόπιο με διπλούς φακούς.
Λόγω του μικρού βάθους εστίασης του μεταλλογραφικού μικροσκοπίου, απαιτείται η μελετημένη επιφάνεια θραύσης να είναι αρκετά επίπεδη, ακόμη και πολύ κοντά σε ένα επίπεδο. Δηλαδή, συνήθως δεν είναι δυνατό να εξεταστούν τραχιές και ανώμαλες επιφάνειες κατάγματος χρησιμοποιώντας οπτικό μικροσκόπιο.
Κατά την παρατήρηση της επιφάνειας θραύσης κάτω από μεταλλογραφικό μικροσκόπιο, η μεγέθυνση που χρησιμοποιείται συνήθως είναι περίπου 100 έως 500. Κατά την εφαρμογή της μεταλλογραφικής ανάλυσης για τη μελέτη των μορφολογικών χαρακτηριστικών των επιφανειών θραύσης, είναι απαραίτητο να εγκαταστήσετε μια συσκευή σύσφιξης δείγματος κατάγματος στο στάδιο του μικροσκοπίου για να διασφαλιστεί αυθαίρετη ρύθμιση του περιορισμού κλίσης της επιφάνειας παρατήρησης κατάγματος, έτσι ώστε το παρατηρούμενο τμήμα του κατάγματος να είναι κάθετο στον μικροσκοπικό άξονα μείωσης της φωτεινότητας.
Η κυματοειδής μορφολογία της επιφάνειας του κατάγματος καθιστά δύσκολη την πλήρη εστίαση της εικόνας κάτω από το μεταλλογραφικό μικροσκόπιο, πράγμα που σημαίνει ότι μόνο καθαρές εικόνες μικρότερων περιοχών μπορούν να ληφθούν κάτω από το μεταλλογραφικό μικροσκόπιο. Για να ξεπεραστεί αυτό το μειονέκτημα, μια πολύ μικρή περιοχή του οπτικού πεδίου μπορεί να επιλεγεί σε περιβάλλον οπτικού μικροσκοπίου x400 για λήψη πολικών φωτογραφιών και, στη συνέχεια, τα εστιασμένα μέρη σε αυτές τις ίδιες φωτογραφίες οπτικού πεδίου μπορούν να αποκοπούν χωρίς να χρειάζεται να επικολληθούν αυτές οι φωτογραφίες σε μία εικόνα σύμφωνα με τις σχετικές θέσεις κάθε τμήματος. Αυτή η μέθοδος είναι αρκετά επαχθής, αλλά από την προοπτική της επέκτασης της χρήσης οπτικών μικροσκοπίων, εξακολουθεί να είναι εφικτή. Ειδικά για μονάδες που επί του παρόντος δεν διαθέτουν ηλεκτρονική μικροσκοπία, έχει πιο πρακτική σημασία.
Ένας άλλος τύπος οπτικού μικροσκοπίου είναι ένα διόφθαλμο στερεοσκοπικό μικροσκόπιο, το οποίο συνήθως χρησιμοποιεί μεγέθυνση xl έως x 100 και έχει ισχυρή αίσθηση στερεοσκοπικής όρασης. Μπορεί να συνδυαστεί με φωτογραφικό εξοπλισμό.
Πρόσφατα, η Mclachin ανέπτυξε ένα οπτικό μικροσκόπιο με μεγαλύτερο βάθος εστίασης, το οποίο μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την ανάλυση και τη μελέτη της μορφολογίας των μικροσκοπικών καταγμάτων.
