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金相顯微鏡原理及用途
閱讀：1326 發(fā)布時(shí)間：2023-6-13
隨著工業(yè)的發(fā)展，金相顯微鏡已廣泛地應(yīng)用于電子、化工和儀器儀表行業(yè)，用來觀察不透明物質(zhì)的表面現(xiàn)象進(jìn)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(duì)一些表面狀況進(jìn)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(jī)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(jìn)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(zhì)量的關(guān)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(xué)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(zhì)量的重要標(biāo)志。在金相技術(shù)中分辨率指的是物鏡對(duì)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(duì)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(zhì)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(huì)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(xué)顯微鏡觀察。這對(duì)于分析合金性能、了解冶金過程、進(jìn)行冶金產(chǎn)品質(zhì)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(zhì)量的重要因素。在低倍情況下，象差主要通過物鏡進(jìn)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(duì)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(duì)復(fù)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(fù)消色差物鏡。近期的金相顯微鏡，對(duì)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(duì)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(fù)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(biāo)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?zé)?、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(tái)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(jī)構(gòu)，是金屬學(xué)和材料學(xué)研究材料組織結(jié)構(gòu)的bi備儀器，也是科研和教學(xué)領(lǐng)域的得力助手。
適用于航空制造，機(jī)械制造，車輛制造，鍋爐及壓力容器的制造及檢驗(yàn)，石油化工，鐵路，造船，電廠，電站，設(shè)備安裝，大型模具，安全檢測，質(zhì)量監(jiān)督，理化試驗(yàn)室等行業(yè)。
還可廣泛的應(yīng)用在工廠、實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行鑄件質(zhì)量的鑒定、原材料檢驗(yàn)或?qū)Σ牧咸幚砗蠼鹣嘟M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(duì)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(yàn)。