金相顯微鏡

金相顯微鏡

觀察檢驗金屬的顯微鏡
金相顯微鏡是将光學顯微鏡技術、光電轉換技術、計算機圖像處理技術完美地結合在一起而開發研制成的高科技産品,可以在計算機上很方便地觀察金相圖像,從而對金相圖譜進行分析,評級等以及對圖片進行輸出、打印。衆所周知,合金的成分、熱處理工藝、冷熱加工工藝直接影響金屬材料的内部組織、結構的變化,從而使機件的機械性能發生變化。因此用金相顯微鏡來觀察檢驗分析金屬内部的組織結構是工業生産中的一種重要手段。
    中文名:金相顯微鏡 外文名: 用途: 技術:光學顯微鏡技術、光電轉換技術 設備:計算機 光學系統:ICCS光學系統

簡介

金相顯微鏡系統是将傳統的光學顯微鏡與計算機(數碼相機)通過光電轉換有機的結合在一起,不僅可以在目鏡上作顯微觀察,還能在計算機(數碼相機)顯示屏幕上觀察實時動态圖像,電腦型金相顯微鏡并能将所需要的圖片進行編輯、保存和打印。“金”指的是金屬或者合金材料,“相”應該就是指相面外觀。所以如果這兩個字連在一起的意思就是說金屬或者是合金材料的外觀形态。

系統組成

電腦型金相顯微鏡(GSM-C289A):顯微鏡。适配鏡。攝像器(CCD)。A/D(圖像采集)。計算機數碼相機型金相顯微鏡(GSM-C289A):金相顯微鏡。适配鏡。數碼相機。

工作原理

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量的重要标志。在金相技術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d提出了以下公式:d=λ/2nsinφ式中λ為光源波長;n為樣品和物鏡間介質的折射系數(空氣;=1;松節油:=1.5);φ為物鏡的孔徑角之半。

象差的校正程度,也是影響成象質量的重要因素。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。對複色光有縱向色差和橫向色差兩種。早期的顯微鏡主要着眼于色差和部分球面象差的校正,根據校正的程度而有消色差和複消色差物鏡。随着不斷發展,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。

物鏡和目鏡經過這些象差校正後,不僅圖象清晰,并可在較大的範圍内保持其平面性,這對金相顯微照相尤為重要。因而現已廣泛采用平場消色差物鏡、平場複消色差物鏡以及廣視場目鏡等。上述象差校正程度,都分别以鏡頭類型的形式标志在物鏡和目鏡上。

光源最早的金相顯微鏡,采用一般的白熾燈泡照明,以後為了提高亮度及照明效果,出現了低壓鎢絲燈、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、铊燈能發出單色光。

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,也就是垂直照明裝置。1872年蘭(V.vonLang)創造出這種裝置,并制成了第一台金相顯微鏡。原始的金相顯微鏡隻有明場照明,以後發展用斜光照明以提高某些組織的襯度。

使用方法

根據觀察試樣所需的放大倍數要求,正确選配物鏡和目鏡,分别安裝在物鏡座上和目鏡筒内。調節載物台中心與物鏡中心對齊,将制備好的試樣放在載物台中心,試樣的觀察表面應朝下。将顯微鏡的燈泡插在低壓變壓器上(6~8V),再将變壓器插頭插在220V的電源插座上,使燈泡發亮。轉動粗調焦手輪,降低載物台,使試樣觀察表面接近物鏡;然後反向轉動粗調焦旋鈕,升起載物台,使在目鏡中可以看到模糊形象;最後轉動微調焦手輪,直至影象最清晰為止。

适當調節孔徑光闌和視場光闌,選用合适的濾鏡片,以獲得理想的物像。前後左右移動載物台,觀察試樣的不同部位,以便全面分析并找到最具代表性的顯微組織。觀察完畢後應及時切斷電源,以延長燈泡使用壽命。實驗結束後,應小心卸下物鏡和目鏡,并檢查是否有灰塵等污染,如有污染,應及時用鏡頭紙輕輕擦試幹淨,然後放人幹燥器内保存,以防止潮濕黴變。顯微鏡也應随時蓋上防塵罩。

日常維護

為保證系統的使用壽命及可靠性,注意以下事項:試驗室應具備三防條件:防震(遠離震源)、防潮(使用空調、幹燥器)、防塵(地面鋪上地闆);電源:220V+-10%,50HZ溫度:0度-40度。調焦時注意不要使物鏡碰到試樣,以免劃傷物鏡。當載物台墊片圓孔中心的位置遠離物鏡中心位置時不要切換物鏡,以免劃傷物鏡。亮度調整切忌忽大忽小,也不要過亮,影響燈泡的使用壽命,同時也有損視力。所有(功能)切換,動作要輕,要到位。關機時要将亮度調到最小。

非專業人員不要調整照明系統(燈絲位置燈),以免影響成像質量。更換鹵素燈時要注意高溫,以免灼傷;注意不要用手直接接觸鹵素燈的玻璃體。關機不使用時,将物鏡通過調焦機構調整到最低狀态。關機不使用時,不要立即該蓋防塵罩,待冷卻後再蓋,注意防火。不經常使用的光學部件放置于幹燥皿内。非專業人員不要嘗試擦物鏡及其它光學部件。目鏡可以用脫脂棉簽蘸1:1比例(無水酒精:乙醚)混合液體甩幹後擦拭,不要用其他液體,以免損傷目鏡。

改進方式

金相顯微鏡的改進主要有以下幾點:普遍采用無限遠光學系統。

物鏡按照無限遠象距進行設計而不是象常規物鏡那樣按照有限象距進行設計,這種光學系統稱為無限遠色差和象差校正的光學系統或簡稱無限遠光學系統。使用這種光學系統時,當入射光從試樣表面反射再次進入物鏡後,并不收斂而是保持為平行光束,直到通過鏡筒透鏡後才收斂并形成中間象,即一次放大實象,然後才供目鏡再次放大。

無限遠光學系統的優點是顯微鏡中的各種光學附件(如暗視場光束分離器、偏振光分離器、用于微差幹涉襯度)的棱鏡、檢偏振鏡,以及其它附加濾色鏡等)都可以放置在物鏡凸緣與鏡簡透鏡之間平行光束的空間,由于成象光束沒有受到上述光學附件的幹擾,物象的質量不會受到損害,從而簡化了物鏡設計中色差和象差的校正。此外,在無限遠光學系統中,鏡筒長度系數保持為一,無論物鏡與目鏡之間的距離有多遠,也不需要一個固定的中轉透鏡系統。德國、日本的公司生産的金相顯微鏡均已先後采用無限遠光學系統設計。

平場消色差物鏡。現今新型顯微鏡已經普遍使用平場消色差物鏡,甚至還可以配置更高級的平場複消色差物鏡.老式物鏡初次放大實象的直徑隻有18mm~20mm,而平場消色差物鏡則規定高度校正的初次放大平面象的直徑為28mm,即象場面積增大了一倍,并使象場彎曲得到了很好的校正。

高倍幹物鏡。為了便于觀察高倍顯微組織,現今顯微鏡一般均備有高倍幹物鏡。例如nikon公司生産的EPIPHOT300型金相顯微鏡(圖1)配置有放大100×、150×、200×的CFPlanApoEPI型幹物鏡,其NA值均為0.95.盡管幹物鏡的分辨率明顯低于油浸物鏡(100×油浸物鏡的NA值一般可達1.40),但由于簡化了操作并使試樣免于被油污染,已獲得更為廣泛的使用。

保護保養

條件許可情況下,建議試驗室應具備三防條件:防震、防潮、防塵;電源:220V±10%,50HZ;溫度:0°C—40°C。亮度調整切忌忽大忽小,也不要過亮,影響燈泡的使用壽命,同時也有損視力。所有(功能)切換,動作要輕,要到位。關機時要将亮度調到最小。調焦時注意不要使物鏡碰到試樣,以免劃傷物鏡。當載物台墊片圓孔中心的位置遠離物鏡中心位置時不要切換物鏡,以免劃傷物鏡。

非專業人員不要調整照明系統(燈絲位置燈),以免影響成像質量。更換鹵素燈時要注意高溫,以免灼傷;注意不要用手直接接觸鹵素燈的玻璃體。關機不使用時,将物鏡通過調焦機構調整到最低狀态。關機不使用時,不要立即該蓋防塵罩,待冷卻後再蓋,注意防火。

相關詞條

相關搜索

其它詞條