金相显微技术

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1、实用标准文案实验金相显微技术一、实验目的1．了解金相显微镜的结构、原理，学会使用金相显微镜；2．学会金相试样的制备和组织侵蚀显现，以及金属材料的显微分析法。二、实验原理对金属材料工作者和冶金学家，初期训练通常是识别金相组织，进而研究金属合金的金相组织对其物理及机械性能的影响。识别金相组织最容易的方法是通过金相显微镜观察金属形貌，进行显微分析。识别组织特征：如晶粒大小，第二相及非金属夹杂物的大小，形状和分布，以及偏析和其他不均匀的情况。通过判断金相特征来解释金属及合金组织。而这些都会影响到金属及合金的性能，当用显微分析知道金相组织特点后，就能预言在使用中的性能。1.金相显微镜的结构

2、本实验要学会使用金相显微镜，这里就现代金相显微镜结构中主要部件作一下介绍。任何一种金相显微镜均主要由光学系统、照明系统、机械系统、附件装置(包括摄影或其它如显微硬度等装置)组成。目前我们使用的显微镜为奥林巴斯PME3倒置式金相显微镜。1.光学系统物镜和目镜是光学系统中重要的部件。(1)物镜物镜的放大倍数是指物镜在线长度上放大实物倍数的能力指标。有两种表示方法：其一直接在物镜上刻出如、、等字样；其二是在物镜上刻度出该物镜的焦距，焦距越短，表示放大倍数越大。后者物镜的放大倍数表示为：，指镜筒长度，(光学镜筒长度等于物镜的焦距与放大实像之间的距离)设计很准确，一般为一定值。显微镜的鉴别

3、能力主要取决于物镜。物镜的鉴别能力可分为平面和垂直两种。平面鉴别能力指物镜对显微组织所能获得清晰可分映像的能力。分辨率一般用能分辨两点间最短距离d的倒数1/d表示。从实际角度出发，我们就常直接用d来衡量显微镜的鉴别能力。垂直鉴别又称为景深，是物镜对高低不同的物体清晰透像的能力。垂直鉴别能力用h表示，指对高低不平的物体能清晰成像的最短距离。物镜是显微镜中主要而且最贵重的零件。物镜有两种：即干燥的与油浸的。物镜与被研究物体的介质是空气，则物镜就称为干燥的。如果物镜与被研究物体间有液体(如一滴香柏油)，这种物镜就叫做油浸的。精彩文档实用标准文案油浸物镜与干燥物镜相比有很多优点，目前干燥

4、物镜的放大率虽已达1500倍，但在放大率高的情况下(超过1000倍)仍使用油浸物镜，因为显微镜的鉴别率的数学公式：式中d为二点间的距离，在显微镜中此二点的像是能区别的；为波长；A为孔径。由公式(4-1)可以看出，物镜数值孔径及波长对鉴别率是有影响的。孔径角顶点位于物镜的焦点上，而其二边则连到物镜的边缘。数值孔径A可用下面的数学公式求得式中为物镜孔径角的一半，n为物镜和物体间介质的折射率。孔径角不能超过144，空气的折射率n=1因而实际上最大的数值孔径对干燥物镜而言A=1sin720.95。如果物镜和物体之间，用一滴折射率n＝1.51的香柏油，则该油浸物镜的最大数值孔径A=1.51

5、0.95=1.43。通常显微镜的放大率的下限等于孔径乘以500，上限等于孔径乘以1000，从上述可知，干燥物镜的最大数值孔径等于0.95，则其放大率的上限等于950，故其最大放大率将是1430倍，而油浸物镜的最大数值孔等于1.43倍，这也即是为什么在放大率超过1000倍时用油浸物镜的原因。(2)目镜经过物镜放大的像往往尺度还小，还不能为人眼所分辨。目镜能起到再放大的作用，使在显微观察时，在明视距离处能看到一个清晰放大的虚像；而在显微摄影时，通过投射目镜在承影屏上得到一个放大的倒立的实像。1.照明系统照明系统一般包括光源、照明器、光阑尾炎、滤色片等。(1)光源：光源应具有足够的发光

6、强度且要求发光均匀，发热程度要低并容易对亮度、位置进行调节。光源一般有低压钨丝灯、氙等、超高压汞灯和碳弧灯几种。本仪器中采用卤素灯，它的原理是：碘分子在高温灯丝附近分解为碘原子，碘原子与灯泡壁上的钨在250～1200℃的范围内可化合生成易挥发的碘化钨，碘化钨一扩散到高温的钨丝上又会发生分解，沉淀到灯丝上。这种循环可以避免灯泡发黑，延长灯泡的使用寿命。卤素灯(卤钨灯)的灯泡必须用耐高温的石英玻璃制造。(2)照明器：金相显微镜采用反射光照明，照明方式有明场和暗场照明。明场照明是金相显微镜主要的照明方式。在明场照明中光源光线通过垂直照明器(图1)转90度角进入物镜，垂直地(或接近垂直地

7、)射向样品表面。由样品反射回来的光线再经过物镜到目镜。如果试样是一个抛光的镜面，反射光几乎全部进入物镜成象，在目镜中可看到明亮的一片。如果试样抛光后再经过腐蚀，试样表面高低不平，则反射光将发生漫射，很少进入物镜成象，在目镜中看到的是暗黑色的象。如用平面玻璃做的垂直照明器，如图1所示。平面玻璃表面与光源光线成45度角，将光线反射进入物镜；由于投射在样品上的光线是垂直入射，因而成象平坦、清晰。此外，平面玻璃反射可使光线充满物镜的后透镜，有利于充分发挥物镜的鉴别能力，适用于中倍和高倍观