金相試樣的制備及金相組織觀察

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1、金相試樣的制備及金相組織觀察一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、了解金相顯微鏡的基本原理、構(gòu)造，初步掌握顯微鏡的正確使用。2、掌握金相顯微試樣的制備過程和基本方法。3、了解浸蝕的基本原理，并熟悉其基本操作4、學(xué)習(xí)利用金相顯微鏡進(jìn)行顯微組織觀察。通過在顯微鏡下觀察到的金相顯微組織初步分析材料類型以及材料可能具備的機(jī)械性能等。二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備和用品1、金相顯微鏡2、不同粗細(xì)的金相砂紙一套、玻璃板、侵蝕劑（4%硝酸酒精）3、拋光機(jī)4、待制備的金相試樣三、金相顯微鏡的基本原理、構(gòu)造及使用1、顯微鏡的放大倍數(shù)利用透鏡可將物體的象放大，但單個(gè)透鏡或一組透鏡的放大倍數(shù)是有限的，為此，要考慮用另一組透鏡將第一次放

2、大的象再行放大，以得到更高放大倍數(shù)的象。金相顯微鏡就是基于這一要求設(shè)計(jì)的。顯微鏡中裝有兩組放大透鏡，靠近物體的一組透鏡為物鏡，靠近觀察的一組透鏡為目鏡。金相顯微鏡的光學(xué)原理圖1如圖所示。物體AB置于物鏡的一倍焦距F1與二倍焦距之間，它的一次象在物鏡的另一側(cè)二倍焦距以外，形成一個(gè)倒立、放大的實(shí)象A′B′；當(dāng)實(shí)象A′B′位于目鏡的前一倍焦距F2以內(nèi)時(shí)則目鏡復(fù)又使映象A′B′放大，而在目鏡的前二倍焦距2F2以外，得到A′B′的正立虛象A″B″。因此最后的映象A″B″是經(jīng)過物鏡、目鏡兩次放大后所得到的。其放大倍數(shù)應(yīng)為物鏡放大倍數(shù)和目鏡放大倍數(shù)的乘積。物體AB經(jīng)物鏡第一次放大的倍數(shù)：

3、M物=A′B′/AB=(Δ+f1′)/f1式中f1、f1′——物鏡前焦距與后焦距Δ——顯微鏡的光學(xué)鏡筒長與Δ相比，物鏡的焦距f1′很短，可略，所以M物≈Δ/f1象A′B′經(jīng)目鏡第二次放大的倍數(shù)：M目=A″B″/A′B′≈D/f2式中f2——目鏡的前焦距圖1顯微鏡光學(xué)原理圖D——人眼明視距離，D≈250㎜。所以顯微鏡的放大倍數(shù)應(yīng)為：M=M物·M目=（Δ/f1）·（D/f2）當(dāng)顯微鏡的機(jī)械鏡筒長度等于光學(xué)鏡筒長度時(shí),M=M物·M目；而當(dāng)這二者不等時(shí)，M=M物·M目·C，C是與機(jī)械鏡筒長、光學(xué)鏡筒長有關(guān)的系數(shù)，一般為1，有時(shí)為0.63，其C值標(biāo)在金相顯微鏡上。2、顯微鏡的鑒別率顯

4、微鏡的鑒別率是指它能清晰地分辨試樣上兩點(diǎn)間最小距離d的能力，人眼在普通光線下能分辨兩點(diǎn)間最小距離為0.15～0.30mm，即人眼的鑒別率d為0.15～0.30mm，d值越小，鑒別率越高，鑒別率越高，鑒別率可由下式計(jì)算：式中：λ——入射光線的波長；A——物鏡的數(shù)值孔徑，它表示物鏡的集光能力；n——物鏡與試樣之間介質(zhì)的折射率；φ——物鏡孔徑角的一半（圖2）。圖2物鏡的孔徑角由式知，顯微鏡的鑒別率取決于使用光線的波長和物鏡的數(shù)值孔徑，與目鏡無關(guān)。光源的波長可以通過濾色片來選擇，藍(lán)光的波長（0.44μ）比黃綠光（0.55μ）短，所以鑒別率較黃綠光大25%。當(dāng)光源的波長一定時(shí)，則可通

5、過變化數(shù)值孔徑A來調(diào)節(jié)顯微鏡的鑒別率。當(dāng)n越大，或物鏡孔徑角越大則A越大，但φ總是小于90，所以在空氣介質(zhì)（n＝1）中使用時(shí)，A<1，這類物鏡稱為干類物鏡。當(dāng)物鏡與試樣之間充滿松柏油介質(zhì)（n=1.52）時(shí)，A=1.4，這就是顯微鏡在高倍觀察時(shí)所用的油鏡頭，每個(gè)物鏡均有一個(gè)額定的阿A值刻在物鏡體上。放大倍數(shù)、數(shù)值孔徑、鑒別率之間的關(guān)系顯微鏡的同一放大倍數(shù)可以由不同倍數(shù)的物鏡和目鏡來組合，具體如何合理選用物鏡和目鏡呢？原則是首先確定物鏡，根據(jù)計(jì)算，選用物鏡時(shí)，必須使顯微鏡的放大倍數(shù)M＝500A～1000A之間，這個(gè)范圍稱為有效放大倍數(shù)范圍。若在M<500A，則未能充分發(fā)揮物鏡的

6、鑒別率；M>1000A，則形成“虛偽放大”，其細(xì)微部分仍分辨不清。待物鏡選定后，再根據(jù)所需的放大倍數(shù)選用目鏡。3、金相顯微鏡的構(gòu)造金相顯微鏡分為臺式、立式及臥式三種類型，各有不同的型號。雖然型號很多，但基本構(gòu)造類似，由目鏡、物鏡、鏡筒、照明系統(tǒng)以及保持與結(jié)合上述物體的機(jī)身與調(diào)節(jié)器等主要部分構(gòu)成。（1）金相顯微鏡的照明系統(tǒng)照明系統(tǒng)由光源、凸透鏡、濾色片、光欄、毛玻璃和垂直照明器等組成，它們的作用是給金相試樣照明。生物顯微鏡大多用自然光源，而金相顯微鏡則必須配備特定的人工光源裝置，通常的光源有：鎢絲燈泡、碳弧燈、碘弧燈、鎢弧燈、水銀燈、疝燈等。要使光源通過照明系統(tǒng)，均勻而明亮地

7、照射在金相試樣的表面以利觀察。光源發(fā)出照明光（一般要將電源220V通過變壓器降至6V左右的電壓），通過凸透鏡（使散光變?yōu)槠叫泄馐?，濾色片（降低色差，增加組織襯度，一般選擇黃綠光），毛玻璃（使光線均勻投射），孔徑光欄（控制光束的大小，減少光線在鏡筒內(nèi)漫反射，提高映像的清晰度），視場光欄（改變視域的大小，減少鏡筒的反射與炫光以提高映像的襯度而不影響物鏡的分辨能力），垂直照明器—平面玻璃和反射棱鏡，其作用是把光源的光束反射到試樣上。金相顯微鏡的光源，一般裝在鏡筒的側(cè)面，與主光軸呈正交。光線與由側(cè)面射入，要經(jīng)過主光軸到達(dá)