金相显微样品的制作及金相显微镜使用指导书

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1、金相显微镜使用与金相试样制备实验指导书一.实验目的1.了解金相显微镜的结构及原理；2.熟悉金相显微镜的使用与维护方法；3.了解浸蚀的基本原理，熟悉其基本操作；4.掌握金相试样制备的基本操作方法。二.金相显微镜的原理、构造及使用金相分析是研究工程材料内部组织结构的主要方法之一，特别是在金属材料研究领域中占有很重要的地位。而金相显微镜是进行显微分析的主要工具，利用金相显微镜在专门制备的试样上观察材料的组织和缺陷的方法，称为金相显微分析。显微分析可以观察、研究材料的组织形貌、晶粒大小、非金属夹杂物一一氧化物、硫化物等在组织中

2、数量和分布情况等问题，即可以研究材料的组织结构与其化学成分（组成）Z间的关系、可以确定各类材料经不同加工工艺处理后的显微组织、可以判别材料质量的优劣等。在现代金相显微分析中，使用的主要仪器有光学显微镜和电子显微镜两大类。由于光学的原因，金相显微镜的放犬倍数为儿十倍到2000倍，鉴别能力为250nm左右，若观察工程材料的更精细结构，如嵌镶块等，则要用近代技术中放大倍数可达几十万倍的透射、扫描电子显微镜及X光射线技术等。以下仅对常用的光学金相显微镜作一简介。1.金相显微镜的基本原理图B物镜的孔径角物镜和目镜。对着被观察物体

3、的透镜，叫做物镜；对着人眼的透镜，叫做目镜。被观察物体舁尺放在物镜前较焦点厲略远一点的地方。物镜使物体形成放大的倒立实像儿弘目镜再把/必放大成倒立的虚像A占】，它正在人眼明视距离处，即距人眼250nim处，人眼通过目镜看到的就是这个虚像A,B显微镜的主要性能有：1.1.显微镜的放大倍数AA显微镜的放大倍数等于物镜和目镜单独放大倍数的乘积，即物镜放大倍数肘y；MlABi目镜放大倍数対沪£目；显微镜放大倍数莎亩二〃物X〃目。物镜和H镜的放大倍数刻在嵌圈上，例如：10X、20X、45X分别表示放大10倍、20倍、45倍。1.

4、2显微镜的鉴别率显微镜的鉴别率是指它能清晰地分辨试样上两点间最小距离〃的能力，d值越小，鉴别率就越高。鉴别率是显微镜的一个最重要的性能，它决定于物镜数值孔径M和所用的光线波长人，可用下式d=2A表示式中久一入射光线的波长；力一物镜的数值孔径。久愈小，人愈大,则〃愈小。光线的波长可通过滤色片来选择。蓝光的波长（人二0.44U）比黄绿光的大25%。当光线波长一定时,可改变物镜数值孔径来调节显微镜的鉴别率。1.3物镜数值孔径数值孔径表示物镜的集光能力，其大小为A=n•Sina式中/T-物镜与试样之间介质的折射率；。一物镜孔径

5、角的一半（图B）o/7越大或。角越大,则八越大。由于G总是小于90°,当介质为空气时（77=1）,外一定小于1；当介质为松柏油时（尸1.5）,A值最高可达1.4。物镜上都刻有A值,如0.25,0.65等。1.金相显微镜的构造金相显微镜的种类和类型很多，但最常见的形式有台式、立式和卧式三大类。金相显微镜的构造通常由光学系统、照明系统以及机械系统三大部分组成。有的显微镜还附带有照相摄影装置。现以国产XJB-1型金相显微镜为例进行说明。XJB-1型金相显微镜的结构如图C所示。由灯泡发出一束光线，经聚光镜组及反光镜被汇聚在孔径

6、光栏上，然后经过聚光镜，再度将光线聚集在物镜的后焦血上，最后经过物镜，使试样表面得到充分均匀的照明。从试样反射回來的光线复经物镜、辅助透镜、半反射镜，以及棱镜，造成一个物体的倒立放大实像。该像再经场透镜和目透镜组成的目镜放大，即可得到所观察的试样表面的放大图像。XJB-1型金相显微镜各部件的功能及使用简单介绍如下。2.1.照明系统在底座内装有低压（6^8V,15V）灯泡作为光源，由变压器降压供电，靠调节次级电压（6飞V）来改变灯光的亮度。聚光镜、反光镜及孔径光阑14等均装在圆形底座上，视场光阑13及另一聚光镜安在支架上

7、，它们组成显微镜的照明系统，使试样表面获得充分、均匀的照明。2.2.调焦装置在传动箱⑤的两侧有粗动和微动调焦手轮（6和7），转动粗调焦手轮可使支承载物台的弯臂做上下移动。微调焦手轮转动时仅使弯臂上下缓慢移动。2.3.载物台载物台①用于放置金相试样，它与下面托盘之间的导架，移动结构采用粘性油膜联结，在手的推动下，可使载物台做水平移动，以改变试样的观察连接部位。2.4.孔径光阑和视场光阑孔径光阑（14）装在照明反射镜座上面，刻有0~5分刻线上，它表示孔径大小的毫米数,视场光阑（13）装在物镜支架卜•面，可以旋转滚花套圈來调

8、节视场光阑大小。在套圈上方有两个滚花螺钉，用来调节视场光阑中心，通过调节孔径和视场光阑的大小，可以提高后映像的质量。2.5.物镜转换器和物镜物镜转换器（4）呈球面形，上面有三个螺钉；物镜②装在螺孔屮；旋转换器可使物镜镜头进入光路，并与不同的目镜匹配成各种放大倍数。⑩⑪⑫⑬H镜管（10）呈45°倾斜式安装在附冇棱镜的半球形座上。3显