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金相顯微鏡原理及用途
閱讀：1322 發(fā)布時間：2023-6-13
隨著工業(yè)的發(fā)展，金相顯微鏡已廣泛地應用于電子、化工和儀器儀表行業(yè)，用來觀察不透明物質的表面現(xiàn)象進行研究分析等工作；芯片、印刷電路板、液晶板、線材、纖維、鍍涂層以及其它非金屬材料等，對一些表面狀況進行研究分析等工作。
金相顯微鏡觀察金屬組織的金相成分分布等，可得出產(chǎn)品的某些性能，如機械性能、產(chǎn)品生產(chǎn)中的缺陷，從而為生產(chǎn)提供建議，改進某些工藝流程。
1、工作原理:放大系統(tǒng)是影響顯微鏡用途和質量的關鍵。主要由物鏡和目鏡組成。
顯微鏡的放大率為：
M顯=L/f物×250/f目=M物×M目式中[m1]M顯——表示顯微鏡放大率；[m2]M物、[m3]M目和[f2]f物、[f1]f目分別表示物鏡和目鏡的放大率和焦距；L為光學鏡筒長度；250為明視距離。長度單位皆為mm。
分辨率和象差透鏡的分辨率和象差缺陷的校正程度是衡量顯微鏡質量的重要標志。在金相技術中分辨率指的是物鏡對目的物的最小分辨距離。由于光的衍射現(xiàn)象，物鏡的最小分辨距離是有限的。德國人阿貝(Abb）對最小分辨距離（）提出了以下公式
d=λ/2nsinφ式中[kg2][kg2]為光源波長；n為樣品和物鏡間介質的折射系數(shù)（空氣；=1；松節(jié)油：=1.5）；φ為物鏡的孔徑角之半。
從上式可知，分辨率隨著和的增加而提高。由于可見光的波長[kg2][kg2]在4000～7000之間。在[kg2][kg2]角接近于90的最有利的情況下，分辨距離也不會比[kg2]0.2m[kg2]更高。因此，小于[kg2]0.2m[kg2]的顯微組織，必須借助于電子顯微鏡來觀察（見），而尺度介于[kg2]0.2～500m[kg2]之間的組織形貌、分布、晶粒度的變化，以及滑移帶的厚度和間隔等，都可以用光學顯微鏡觀察。這對于分析合金性能、了解冶金過程、進行冶金產(chǎn)品質量控制及零部件失效分析等，都有重要作用。
象差的校正程度，也是影響成象質量的重要因素。在低倍情況下，象差主要通過物鏡進行校正，在高倍情況下，則需要目鏡和物鏡配合校正。透鏡的象差主要有七種，其中對單色光的五種是球面象差、彗星象差、象散性、象場彎曲和畸變。對復色光有縱向色差和橫向色差兩種。早期的顯微鏡主要著眼于色差和部分球面象差的校正，根據(jù)校正的程度而有消色差和復消色差物鏡。近期的金相顯微鏡，對象場彎曲和畸變等象差，也給予了足夠的重視。物鏡和目鏡經(jīng)過這些象差校正后，不僅圖象清晰，并可在較大的范圍內(nèi)保持其平面性，這對金相顯微照相尤為重要。因而現(xiàn)已廣泛采用平場消色差物鏡、平場復消色差物鏡以及廣視場目鏡等。上述象差校正程度，都分別以鏡頭類型的形式標志在物鏡和目鏡上。
光源最早的金相顯微鏡，采用一般的白熾燈泡照明，以后為了提高亮度及照明效果，出現(xiàn)了低壓鎢絲燈、碳弧燈、氙燈、鹵素燈、水銀燈等。有些特殊性能的顯微鏡需要單色光源，鈉光燈、ta燈能發(fā)出單色光。
照明方式金相顯微鏡與生物顯微鏡不同，它不是用透射光，而是采用反射光成像，因而必須有一套特殊的附加照明系統(tǒng)，也就是垂直照明裝置。1872年蘭（V.vonLang）創(chuàng)造出這種裝置，并制成了第一臺金相顯微鏡。原始的金相顯微鏡只有明場照明，以后發(fā)展用斜光照明以提高某些組織的襯度。
2、用途
金相顯微鏡常用于鑒別和分析各種金屬、合金材料和非金屬材料的組織機構，是金屬學和材料學研究材料組織結構的bi備儀器，也是科研和教學領域的得力助手。
適用于航空制造，機械制造，車輛制造，鍋爐及壓力容器的制造及檢驗，石油化工，鐵路，造船，電廠，電站，設備安裝，大型模具，安全檢測，質量監(jiān)督，理化試驗室等行業(yè)。
還可廣泛的應用在工廠、實驗室進行鑄件質量的鑒定、原材料檢驗或對材料處理后金相組織的研究分析等工作。
金相顯微鏡在工業(yè)測量里面，精度大于影像測量儀，一般對精度比較高的零件測量來說都要金相顯微鏡來解決。金相顯微鏡是適用于現(xiàn)場多種大型工件的金相檢查，失效分析的顯微鏡,它不用切割取樣，直接在工件上打磨、拋光，從而保證工件的完整性.顯微鏡底座帶有磁力吸座，直接吸附在工件上觀察組織的現(xiàn)場金相檢驗。