材料的结构检测光学显微镜定量金相分析技

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1、第4讲材料的结构检测材料概论东北大学2006年11月第4讲材料的结构检测4.1光学显微镜、定量金相分析技术4.2X射线衍射分析4.3扫描电镜、透射电镜分析4.4表面成分分析4.5电子显微技术的新进展4.6差热分析4.7超声波检测4.1光学显微镜、定量金相分析技术显微镜成像原理显微镜的使用金相试样的制备金属显微组织的显示4.1.1光学显微镜金相分析技术4.1光学显微镜、定量金相分析技术4.1.2特殊光学金相技术与显微硬度的测定偏振光显微镜的原理、结构及应用相衬显微分析的基本原理和相衬显微镜的光学结构高温金相显微镜的结构和应用显微硬度及其测定4.1光学

2、显微镜、定量金相分析技术4.1.3定量金相技术定量金相概述定量金相的符号及测量基本原理显微组织特征参数测量4.1光学显微镜、定量金相分析技术4.1.1光学显微镜金相分析技术（1）显微镜成像原理显微镜种类普通光学显微镜的类型很多，常分台式、立式和卧式三大类。若按用途的不同来分，还有各类特种显微镜，如偏光显微镜、相衬显微镜、干涉显微镜及高温、低温金相显微镜等。目前新型的金相显微镜已趋万能(多种用途)。4.1光学显微镜、定量金相分析技术台式显微镜主要由一镜筒(包括上装目镜和下配物镜)、镜体(包括座架和调焦装置)、光源系统(包括光源、灯座及垂直照明器)和样

3、品台四部分组成。台式金相显微镜具有体积小、重量轻、携带方便等优点，其多用钨丝灯泡作光源，分直立式光程和倒立式光程两种。4.1光学显微镜、定量金相分析技术立式金相显微镜是按倒立式光程设计的，并带有垂直方向的投影摄影箱，与台式显微镜相比，立式金相显徽镜具有附件多、使用性能广泛．可做明视场、暗视场、偏光观察与摄影等。某些显微镜有多种光源，还配备干涉、相衬装置及高温附件。偏光显微镜59XA4.1光学显微镜、定量金相分析技术大型卧式金相显微镜是按倒立式光程设计的，并带有可伸缩水平投影暗箱。卧式金相显微镜由倒立式光程镜体、照明系统和照相系统三部分组成，并配有暗

4、场、侗光、相衬、干涉及显微硬度、低倍分析等附件，设计较为完善，具有优良的观察和摄影像质。NEOPHOT32型大型卧式金相照相显微镜4.1光学显微镜、定量金相分析技术金相显微镜成像原理利用透镜可将物体的像放大，但单个透镜或一组透镜的放大倍数是有限的，为此要考虑用另一透镜组将第一次放大的像再进行放大，以得到更高放大倍数的像。显微镜就是基于这一要求设计的。显微镜装有两组放大透镜，靠近物体的一组透镜称为物镜，靠近观察的一组透镜称为目镜。4.1光学显微镜、定量金相分析技术物体AB置于物镜的一倍焦距(F1)之外但小于两倍焦距之内。它的一次像在物镜的另一侧两倍焦

5、距之外，形成一个倒立、放大的实像A/B/；当A/B/位于目镜的前一倍焦距(F2)以外时，目镜又使映像A/B/放大，而在目镜的前两倍焦距之外，得到的正立虚像A//B//。因此，最后的映像A//B//是经过物镜、目镜两次放大后得到的。其放大倍数应为物镜放大倍数与目镜放大倍数之积。4.1光学显微镜、定量金相分析技术透镜像差及校正透镜在成像过程中，由于透镜本身物理条件的限制，使像变形和像模糊不清。这种像的缺陷，称为光学系统的像差。像差按产生原因可分两类：一类是单色光成像时的像差，即单色像差，如球差、慧差、像散、像场弯曲和畸变；另一类是多色光成像时，由于介质

6、折射率随光的波长不同而引起的像差．即色差。色差又分位置色差和放大率色差两种。各种像差的存在从不同方而影响显微镜的成像质量，在设计中虽可尽量使之减小，但不可能完全消除。4.1光学显微镜、定量金相分析技术（2）显微镜的使用金相显微镜必须依靠附加光源进行工作。照明系统的任务是根据研究目的调整、改变采光方法并完成光线行程的转换，其主要部件是光源与垂直照明器。4.1光学显微镜、定量金相分析技术光源的要求与种类对于金相显微镜．光源强度要大，并可在一定范围内任意调整(借助于调压装置、滤光片或光阑)；光源的强度要均匀(借助于聚光镜、毛玻璃等实现)；光源发热程度不宜

7、过高；光的位置(高低、前后、左右)可以调整。目前金相显微镜中最常用的光源是白炽灯和氙灯，此外还有碳弧灯、水银灯等。一般中、小型金相显微镜都配有白炽灯(即钨丝灯)，其工作电压6-12V，功率15-20W适于各种台式、立式显微镜观察及短投射距离的金相摄影，某些大型金相显微镜也备有钨丝灯作金相观察之用。超高压氙灯是球形强电流的弧光放大灯，具有亮度大、发光效率高及发光面积小等优点，近年来被广泛采用，尤其适于作偏光、暗场、相衬观察及显微摄影时的光源，正常工作电压18V，额定电流8A。临界照明又称奈尔雄(Nelson)照明，是早期金相显微镜设计中多用的照明方式

8、，因其灯源成像在试样表面而对显微照相会产生很不均匀的照明，故目前很少使用。4.1光学显微镜、定量金相分析技术光源的使用方法