Uma explicação do procedimento de imagem e uso de microscópios metalográficos
Campo de aplicação do microscópio metalográfico
Exame metalográfico de metais ferrosos, exame metalográfico de metais não ferrosos, exame metalográfico de metalurgia do pó, identificação e avaliação de tecidos após o tratamento da superfície do material.
Seleção do material: Existe uma certa correspondência entre a microestrutura e o desempenho do material, com base no qual o material apropriado pode ser selecionado.
Cheque: checagem de matéria-prima e checagem de processo.
Inspeção por amostragem: O processo de fabricação do produto realiza inspeção metalográfica em produtos semi-acabados para garantir que a microestrutura do produto atenda aos requisitos de processamento do próximo processo.
Avaliação do processo: julgar e identificar a qualificação do processo do produto.
Avaliação em serviço: fornece base para a confiabilidade, confiabilidade e vida útil das peças em serviço.
Análise de falha: encontre defeitos de processo e material, de modo a fornecer base de análise macro e micro para análise de falha.
Vários princípios de imagem do microscópio metalográfico
1. Campo claro, campo escuro
O campo claro é a forma mais básica de observar amostras com um microscópio e apresenta um fundo brilhante no campo de visão do microscópio. O princípio básico é que quando a fonte de luz é irradiada verticalmente ou quase verticalmente através da lente objetiva para a superfície da amostra, ela é refletida de volta para a lente objetiva pela superfície da amostra para formar uma imagem.
A diferença entre o método de iluminação de campo escuro e o campo claro é que há um fundo escuro na área do campo do microscópio, e o método de iluminação do campo claro é vertical ou de incidência vertical, enquanto o método de iluminação do campo escuro é através de oblíquo Iluminação ao redor da lente objetiva. A amostra, a amostra irá espalhar ou refletir a luz irradiada, e a luz espalhada ou refletida pela amostra entra na lente objetiva para formar a imagem da amostra. A observação de campo escuro pode observar claramente cristais incolores e pequenos ou fibras finas de cor clara que são difíceis de observar em campo claro em campo escuro.
2. Luz polarizada, interferência
A luz é um tipo de onda eletromagnética, e a onda eletromagnética é um tipo de onda transversal, apenas a onda transversal tem fenômeno de polarização. É definida como a luz cujo vetor elétrico vibra de maneira fixa em relação à direção de propagação.
A polarização da luz pode ser detectada com o auxílio de configurações experimentais. Pegue dois polarizadores idênticos A e B, deixe a luz natural passar primeiro pelo primeiro polarizador A, então a luz natural se torna luz polarizada, mas como o olho humano não consegue distingui-la, o primeiro polarizador B é necessário. Fixe o polarizador A, coloque o polarizador B no mesmo nível que A, gire o polarizador B, você pode descobrir que a intensidade da luz transmitida muda periodicamente com a rotação de B, e a intensidade da luz mudará do máximo para 90 graus por turno. Enfraqueça gradualmente para o mais escuro e, em seguida, vire 90 graus, a intensidade da luz aumentará gradualmente do mais escuro para o mais brilhante; portanto, o polarizador A é chamado de polarizador e o polarizador B é chamado de analisador.
A interferência é um fenômeno no qual duas colunas de ondas coerentes (luz) são sobrepostas na área de interação para aumentar ou diminuir a intensidade da luz. A interferência da luz é dividida principalmente em interferência de fenda dupla e interferência de filme fino. Interferência de fenda dupla significa que a luz emitida por duas fontes de luz independentes não é uma luz coerente. O dispositivo de interferência de fenda dupla faz um feixe de luz passar pela fenda dupla e se tornar dois feixes de luz coerente, que se comunicam na tela de luz para formar franjas de interferência estáveis. No experimento de interferência de fenda dupla, quando a diferença de caminho de um ponto na tela de luz para a fenda dupla é um múltiplo par do comprimento de meia onda, franjas brilhantes aparecem no ponto; quando a diferença de caminho de um ponto na tela de luz para a fenda dupla é um múltiplo ímpar do meio comprimento de onda, a franja escura neste ponto é a interferência de fenda dupla de Young. A interferência de filme fino é o fenômeno da interferência entre dois feixes de luz refletida depois que um feixe de luz é refletido pelas duas superfícies do filme, o que é chamado de interferência de filme fino. Na interferência de filme fino, a diferença de caminho da luz refletida das superfícies frontal e traseira é determinada pela espessura do filme, então a mesma franja brilhante (franja escura) deve aparecer no local onde a espessura do filme é igual em interferência de película fina. Devido ao comprimento de onda extremamente curto da luz, quando filmes finos interferem, o filme dielétrico deve ser fino o suficiente para observar franjas de interferência.
3. DIC de contraste de interferência diferencial
O microscópio metalográfico DIC usa o princípio da luz polarizada. O microscópio DIC de transmissão tem principalmente quatro componentes ópticos especiais: polarizador, prisma DIC I, prisma DIC II e analisador. Os polarizadores são instalados diretamente na frente do sistema condensador para polarizar linearmente a luz. Um prisma DIC é instalado no condensador, e este prisma pode decompor um feixe de luz em dois feixes de luz (x e y) com diferentes direções de polarização, que formam um pequeno ângulo. O condensador alinha os dois feixes de luz paralelamente ao eixo óptico do microscópio. Inicialmente, os dois feixes de luz têm a mesma fase. Depois de passar pela área adjacente da amostra, devido à diferença na espessura e no índice de refração da amostra, os dois feixes de luz apresentam uma diferença de caminho óptico. Um prisma DIC II é instalado no plano focal traseiro da lente objetiva, que combina as duas ondas de luz em uma. Neste momento, os planos de polarização (x e y) dos dois feixes de luz ainda existem. Finalmente, o feixe passa pelo primeiro dispositivo de polarização, o analisador. Antes que o feixe forme a imagem DIC da ocular, o analisador está em ângulo reto com a direção do polarizador. O analisador combina dois feixes de luz perpendiculares em dois feixes com o mesmo plano de polarização, fazendo com que eles interfiram. A diferença do caminho óptico entre as ondas x e y determina quanta luz é transmitida. Quando a diferença do caminho óptico é 0, nenhuma luz passa pelo analisador; quando a diferença do caminho óptico é igual a metade do comprimento de onda, a luz que passa atinge o valor máximo. Portanto, sobre o fundo cinza, a estrutura do espécime apresenta uma diferença entre claro e escuro. Para obter o melhor contraste da imagem, a diferença do caminho óptico pode ser alterada ajustando o ajuste longitudinal do prisma DIC II, que pode alterar o brilho da imagem. Ajustar o prisma DIC II pode fazer com que a estrutura fina do espécime apresente uma imagem de projeção positiva ou negativa, geralmente um lado é claro e o outro lado é escuro, o que causa a sensação tridimensional artificial do espécime.
