光学显微分析课件.pptx

1、光学显微分析资料光学显微分析资料双目立体显微镜双目立体显微镜:将被观察的物体放大，将被观察的物体放大，形成正立的有立体感的像，形成正立的有立体感的像，工作距离长，工作距离长，较大的视场。较大的视场。常用于检验、装配和修常用于检验、装配和修理细小的精密零件以及电子理细小的精密零件以及电子线路的焊接等工作线路的焊接等工作1 1、各种各样的显微镜、各种各样的显微镜 金相显微镜：金相显微镜：用以观察金属磨片用以观察金属磨片等非透明物体等非透明物体 试样不透明，照明试样不透明，照明光束从上面照射非透光束从上面照射非透明物体明物体单目与双目光学金相显微镜单目与双目光学金相显微镜 XJP-6AXJP-6A光

2、学显微镜光学显微镜光学适配镜光学适配镜CCDCCD图像采图像采集集图像数字化处理图像数字化处理USBUSB口传输口传输计算机处计算机处理理显示器显示器打印打印XJP-6AXJP-6A数码显微镜：数码显微镜：干涉显微镜：干涉显微镜：由显微镜和干涉由显微镜和干涉仪组合而成，基于测仪组合而成，基于测量干涉条纹的弯曲量量干涉条纹的弯曲量而测量表面的微观不而测量表面的微观不平度及透明物体的折平度及透明物体的折射率不均匀性等，射率不均匀性等，干涉显微镜分反干涉显微镜分反射型和透射型两种类射型和透射型两种类型型 偏光显微镜：偏光显微镜：1 1、载物台之下有一个下、载物台之下有一个下偏光镜、使入射的自然偏光镜

3、、使入射的自然光变为偏振光。光变为偏振光。2 2、物镜上有一个正交于、物镜上有一个正交于下偏光镜的上偏光镜。下偏光镜的上偏光镜。3 3、目镜下面有一个小的、目镜下面有一个小的镜并附有锁光圈装置称镜并附有锁光圈装置称勃氏勃氏(Bertrand)(Bertrand)镜上镜上偏光镜与勃氏镜可以推偏光镜与勃氏镜可以推进或拉出进或拉出。荧光显微镜：荧光显微镜：荧光物质把荧光物质把入射的紫外线变入射的紫外线变为可见光，使荧为可见光，使荧光显微镜对可见光显微镜对可见光成像。光成像。可以采用常规可以采用常规的物镜和目镜的物镜和目镜 X X 射线显微镜：射线显微镜：1 1波长短（波长短（1010-8-8 cm

4、cm数量级），因而可以达到极高数量级），因而可以达到极高的分辨率的分辨率2 2试样可以是透明的，也可以是不透明的，试样可以是透明的，也可以是不透明的，3 3由于孔径角小，可以有很大的焦深，能采用比由于孔径角小，可以有很大的焦深，能采用比较厚的试样，易于实现立体摄影较厚的试样，易于实现立体摄影4 4X X射线的吸收率与元素的原子序数有关，当存射线的吸收率与元素的原子序数有关，当存在晶状组织时，产生微衍射在晶状组织时，产生微衍射X X 射线显微镜与微射线显微镜与微衍射及微吸收技术的结合，是研究生物和冶金的衍射及微吸收技术的结合，是研究生物和冶金的一个新的有力工具。一个新的有力工具。2 2、基本结构

5、、基本结构 普通金相显微镜的构造主要分为三部分：机普通金相显微镜的构造主要分为三部分：机械部分、照明部分和光学部分。械部分、照明部分和光学部分。1载物台载物台2物镜物镜3目镜目镜4视场光栏视场光栏5孔径光栏孔径光栏6底座底座7物镜转换器物镜转换器8纵动手轮纵动手轮9横动手轮横动手轮10粗调焦手轮粗调焦手轮11细调焦手轮细调焦手轮12灯泡灯泡13变压器变压器XJP3AXJP3A型金相显微镜光学系统工作原理型金相显微镜光学系统工作原理目镜组物镜组辅助物镜片（1）半透反光镜聚光镜组（2）滤色片聚光镜组（1）灯泡双目棱镜组 棱镜消杂光栏辅助物镜片（2）视场光栏孔径光栏反光镜光的二向色性光的二向色性晶体

6、对相互垂直的两个光振动分量具有选择吸收的性能晶体对相互垂直的两个光振动分量具有选择吸收的性能称为称为二向色性二向色性。将二向色性的晶体涂敷于透明薄片上，就成为将二向色性的晶体涂敷于透明薄片上，就成为偏振片偏振片。偏振片是常用的起偏器和检偏器，每个偏振片上都标有偏振片是常用的起偏器和检偏器，每个偏振片上都标有偏振化方向偏振化方向。自然光自然光I0线偏振光线偏振光I偏振化方向偏振化方向线偏振光线偏振光I起偏器起偏器检偏器检偏器 3 3、特殊显微技术、特殊显微技术-偏光显微镜偏光显微镜物质发出的光波具有一切可能的振动方向，且各物质发出的光波具有一切可能的振动方向，且各方向振动矢量的大小相等，称为方向

7、振动矢量的大小相等，称为自然光自然光。当矢量固。当矢量固定在一个固定的平面内只沿一个固定方向作振动时，定在一个固定的平面内只沿一个固定方向作振动时，这种光称为这种光称为偏振光偏振光。偏振光的光矢量振动方向和传。偏振光的光矢量振动方向和传播方向所构成的面称为播方向所构成的面称为振动面。振动面。自然光通过偏振棱镜或人造偏振片可获得偏振自然光通过偏振棱镜或人造偏振片可获得偏振光。光。利用偏光原理，可对某些物质具有的偏光性进利用偏光原理，可对某些物质具有的偏光性进行观察的显微镜，就称为偏振光显微镜。行观察的显微镜，就称为偏振光显微镜。金相显微镜的偏光装置金相显微镜的偏光装置下图是偏光显微镜结构示意图下

8、图是偏光显微镜结构示意图.与普通光学显微与普通光学显微 镜相比镜相比,偏光显微镜增加了两个附件偏光显微镜增加了两个附件-起偏镜起偏镜和和检偏检偏镜镜.偏振光显微镜的应用偏振光显微镜的应用 1 1、组织与晶粒的显示组织与晶粒的显示各向异性金属的多晶体，其晶粒在正交偏振各向异性金属的多晶体，其晶粒在正交偏振光下可看到不同亮度。亮度不同，表明晶粒位向光下可看到不同亮度。亮度不同，表明晶粒位向不同，而具有相同亮度的两个晶粒，有相同的位不同，而具有相同亮度的两个晶粒，有相同的位向。向。2 2、多相合金的、多相合金的相分析相分析 (a)(a)两相合金中一相为各向同性，另一相为各两相合金中一相为各向同性，另

9、一相为各向异性，极易由偏振光鉴别。向异性，极易由偏振光鉴别。(b)(b)两相都属各向同性。经适当的化学浸蚀后，两相都属各向同性。经适当的化学浸蚀后，使一相被浸蚀后具有光学各向异性，而对另一相使一相被浸蚀后具有光学各向异性，而对另一相并不发生浸蚀作用。并不发生浸蚀作用。3 3、非金属夹杂物的鉴别非金属夹杂物的鉴别 非金属夹杂物，具有各种光学特性，如非金属夹杂物，具有各种光学特性，如反射反射能力、透明度、固有色彩均质及非均质性能力、透明度、固有色彩均质及非均质性等。利等。利用偏振光可观察到这些夹杂物的特性，如鉴别钢用偏振光可观察到这些夹杂物的特性，如鉴别钢中非金属夹杂物。中非金属夹杂物。4 4、塑

10、性变形、择优取向及晶粒位向的测定塑性变形、择优取向及晶粒位向的测定可以利用光度计可以利用光度计测量整个视野反射光的总强测量整个视野反射光的总强度度，记录它随载物台转动时的变化。无择优取向，记录它随载物台转动时的变化。无择优取向的多晶体反射光的总强度不随载物台转动而变化的多晶体反射光的总强度不随载物台转动而变化，有择优取向的多晶体反射光强度将随载物台在，有择优取向的多晶体反射光强度将随载物台在转动一周中交替产生四次明亮四次黑暗的变化。转动一周中交替产生四次明亮四次黑暗的变化。明暗差别越显著，表明择优取向程度越高。明暗差别越显著，表明择优取向程度越高。4 4、金相试样的制备、金相试样的制备取样原则

11、：取样原则：研究金属及合金显微组织的金相试样应从材料研究金属及合金显微组织的金相试样应从材料或零件在使用中或零件在使用中最重要的部分截取最重要的部分截取，或在，或在偏析夹偏析夹杂等缺陷最严重的部位杂等缺陷最严重的部位截取。截取。分析损坏原因时，则分析损坏原因时，则应在损坏的地方与完整的应在损坏的地方与完整的部位分别截取试样部位分别截取试样，以探究其损坏或失效的原因。，以探究其损坏或失效的原因。对于有些产生长裂纹的部件，则应在对于有些产生长裂纹的部件，则应在裂纹发源裂纹发源处、扩展处、或裂纹尾端处、扩展处、或裂纹尾端分别取样。分别取样。对于大型的金相分析项目或较重要的金相检对于大型的金相分析项目

12、或较重要的金相检验项目，在报告中都应有验项目，在报告中都应有图或文字说明图或文字说明试样选取试样选取的部位及方向。的部位及方向。横向试样常用于观察：横向试样常用于观察：(a)(a)试样中心边缘组织分布的试样中心边缘组织分布的渐变情况渐变情况;(b)(b)表面渗层、硬化层、镀层等表面处理的表面渗层、硬化层、镀层等表面处理的深度及其深度及其组织组织；(c)(c)表面缺陷表面缺陷,如裂纹、脱碳、氧化、过烧等如裂纹、脱碳、氧化、过烧等疵病的深疵病的深度度;(d)(d)非金属夹杂物在整个端面上的非金属夹杂物在整个端面上的分布情况分布情况;(e)(e)测定测定晶粒度晶粒度等等 纵向试样常用于观察：纵向试样常用于观察：(a)(a)非金属非金属夹杂物大小、变形情况及其含量夹杂物大小、变形情况及其含量；(b)(b)带状组织的存在或消除情况带状组织的存在或消除情况；(c)(c)塑性变形引起的塑性变形引起的晶粒或组织变形晶粒或组织变形的情况的情况制样过程制样过程 金相试样较理想的形状是圆柱体或正方体，其金相试样较理想的形状是圆柱体或正方体，其直径或边长约直径或边长约10-20mm,10-20mm,高约高约10mm.10mm.