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(zhì)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(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)量的重要標志。在金相技術(shù)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(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(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(gòu),是金屬學和材料學研究材料組織結(jié)構(gòu)的bi備儀器,也是科研和教學領(lǐng)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(shè)備安裝,大型模具,安全檢測,質(zhì)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(zhì)量的鑒定、原材料檢驗或?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。