金相顯微鏡不同視場(chǎng)功能的原理與應(yīng)用

　　,，金相顯微鏡具有明場(chǎng),、暗場(chǎng),、偏光以及微分干涉等不同的觀(guān)察模式。在金相組織觀(guān)察過(guò)程中,，常規(guī)應(yīng)用廣泛的就是明場(chǎng),，大部分金相檢驗(yàn)檢測(cè)都可以通過(guò)明場(chǎng)模式拍攝。然而,，暗場(chǎng),、偏光以及微分干涉在材料分析中具有其作用的。

　　首先通過(guò)原理看一下不同功能是如何實(shí)現(xiàn)的,。

　　分光鏡為平面玻璃,，光柱垂直照射到樣品的表面，造像清晰平坦，能真實(shí)地顯示各種組織,，但缺乏立體感,。

　　入射光經(jīng)反射鏡組件后形成環(huán)形光束，照射到曲面反射鏡上,，以極大的傾角反射到試樣表面,。試樣表面如果是平面，則會(huì)看到一片黑暗,，凹凸不平的組織會(huì)造成光線(xiàn)漫反射,，才會(huì)顯示明亮的映像。

　　在入射光路和觀(guān)察鏡筒內(nèi)各加入一個(gè)偏光鏡,，當(dāng)兩偏光鏡處于正交位置時(shí),，各向同性的金屬呈現(xiàn)消失現(xiàn)象，各向異性的金屬使反射光變成橢圓偏振光,，顯示不同的明暗襯度,。

　　在偏光構(gòu)件基礎(chǔ)上增加Normarski棱鏡，利用試樣表面微小高度差,，通過(guò)光的干涉作用，提高組織細(xì)節(jié)之間的襯度,，使成像具有浮雕感,，且對(duì)制樣要求低，某些樣品僅需拋光,，無(wú)需腐蝕,。

　　注：圖1至圖4源自蔡司金相顯微鏡展示文件。

　　在了解了不同觀(guān)察模式的原理后,，我們可以通過(guò)球墨鑄鐵中球狀石墨在不同視場(chǎng)下產(chǎn)生不同成像現(xiàn)象來(lái)展示不同視場(chǎng)的特點(diǎn),。將球墨鑄鐵樣品進(jìn)行拋光，無(wú)需腐蝕,，即可獲得在不同視場(chǎng)下的觀(guān)察結(jié)果,，如圖5至圖8所示。明場(chǎng)下可見(jiàn)石墨球與基體組織表面平坦,，未見(jiàn)明顯劃痕(圖5),。而同一畫(huà)面在暗場(chǎng)下可見(jiàn)細(xì)小劃痕，同時(shí)石墨球內(nèi)部結(jié)構(gòu)清晰,。在正交偏光視場(chǎng)下,，可以看到石墨球典型的“黑十字”現(xiàn)象(圖7).在偏光的基礎(chǔ)上增加微分干涉可以看到石墨球以及基體中不同取向的晶粒都呈現(xiàn)出了浮雕感

　　球狀石墨(拋光態(tài))

　　石墨球內(nèi)部結(jié)構(gòu)清晰

　　(拋光態(tài))

　　偏光(正交)典型“黑十字”現(xiàn)象(拋光態(tài))

　　出現(xiàn)浮雕感(拋光態(tài))

　　再看一組典型組織在刻蝕態(tài)時(shí)分別呈現(xiàn)哪些不同的形貌特征(微分干涉視場(chǎng)下為拋光態(tài))。圖9至圖12所示照片分別為鐵素體+珠光體組織的同一畫(huà)面在不同視場(chǎng)下的成像結(jié)果,?？芍庇^(guān)的看出不同功能視場(chǎng)的成像區(qū)別。

　　晶粒具有浮雕感(拋光態(tài))

　　總的來(lái)說(shuō)，明場(chǎng)適合應(yīng)用于觀(guān)察刻蝕組織,，大部分可刻蝕的金相組織均可由明場(chǎng)成像,。而暗場(chǎng)可以鑒別極細(xì)的磨痕，同時(shí)也能夠鑒別非金屬夾雜的色彩,，例如氧化銅在白光照明明場(chǎng)下觀(guān)察呈淡藍(lán)色,，而在暗場(chǎng)觀(guān)察時(shí)可以看到其真實(shí)的紅寶石色彩。偏光也可以鑒別非金屬夾雜物;此外,，對(duì)于一些金屬及合金較難刻蝕出組織或晶粒,，如一些變形鋁合金，使用偏光視場(chǎng)時(shí)則不同取向的晶粒清晰可見(jiàn);同時(shí),，經(jīng)受大量塑性變形的金屬,，也可通過(guò)偏光視場(chǎng)測(cè)定其擇優(yōu)取向?；诳梢?jiàn)不同取向晶粒的這一特點(diǎn)也可以擴(kuò)展一下偏光的應(yīng)用,，例如面對(duì)新材料進(jìn)行分析時(shí)，在偏光視場(chǎng)下也可簡(jiǎn)單判斷是否有未刻蝕出的相,。微分干涉視場(chǎng)在偏光視場(chǎng)的基礎(chǔ)上增加了明顯的浮雕狀,，具有更明顯的襯度，有利于自動(dòng)定量工作以及補(bǔ)充更多細(xì)節(jié),，其最大的特點(diǎn)是無(wú)需刻蝕;此外,，增加λ-片可進(jìn)行彩色金相拍攝，在定量分析中提高準(zhǔn)確率,。

　　總之,，金相顯微鏡的不同功能之間是相輔相成的，理解了不同視場(chǎng)形成的原理,，可根據(jù)樣品自身的特點(diǎn)以及觀(guān)察的目的需求,，選擇適合的觀(guān)察模式或功能是更好的完成金相分析工作的重要環(huán)節(jié)。