普通光学金相显微镜的构造及使用金相样品制备的一般方法..docxVIP

实验一二：普通光学金相显微镜的构造及使用与金相样品制备的一般方法***** *****【摘要】本次实验我们将学习了解普通光学金相显微镜的原理、结构和使用；通过截取、镶嵌、磨光、抛光、浸蚀制作一块金相样品，并观察其显微结构。【关键字】金相显微镜 磨光 抛光 显微结构1.前言金相显微镜是观察物质显微组织、研究材料结构的重要工具，本实验将对金相显微镜的构造和使用的进行学习了解，掌握熟悉基本操作。制备金相样品首先要切割、镶嵌，而切割、镶嵌后的样品表面组织、结构可能已经发生变化，所以要对样品进行磨光和抛光。而磨光、抛光后的样品还不能显示其组织结构，故需要将样品进行侵蚀才能在显微镜下观察其组织结构。2.实验目的（1） 了解普通光学金相显微镜的构造，各主要部件及元件的效用（2） 掌握正确的使用操作规程及维护方法（3） 掌握金相样品制备的一般方法（机械抛光和化学浸蚀）（4） 了解金相样品制备的其他方法3．实验原理3.1金相显微镜的成像原理：图1. 金相显微镜的放大原理通过两组透镜（目镜与物镜）对图象进行两次放大，第一次放大后获得倒立实像，第二次放大后获得正立虚像，总的放大倍数。图1. 金相显微镜的放大原理3.2金相显微镜的机械构造普通光学金相显微镜由三个系统构成：光学系统、照明系统和机械系统组成。光学系统的主要构件是物镜与目镜；照明系统的主要部件是光源与垂直照明器；机械系统的主要部件有底座、载物台、镜筒和调节螺丝。3.3金相显微镜的性能参数物镜的数值孔径（N.A）表征物镜的聚光能力，增强物镜的聚光能力可提高物镜的鉴别率，表示为： 其中n是物镜与观察物之间介质的折射率，是物镜的孔径半角。物镜的鉴别率指物镜所清晰分辨出物体相邻两点的最小距离 d，与数值孔径 N.A 有如下关系：式中λ为照明用入射光波长。在显微镜中保证物镜的鉴别率被充分利用时所对应的放大倍数称为有效放大倍数M： 景深度，即物镜的垂直分辨能力——物镜对这些高低不平的组织都有清晰造像的能力，它与数值孔径、放大倍数成反比。3.4金相显微镜的调试准则光源的调整：径向调整、轴向调整后，光源精确调整好后应达到视野照明最明亮且均匀，视野内无灯丝像。光阑的调整：孔径光阑控制入射光粗细：太大太小均不好，可将试样调焦后，去掉目镜，观察镜筒内的光斑，以刚好充满镜筒底部的四分之三为准。视场光阑改变视场大小、减小镜筒内部的反射与炫光以提高映像的衬度而不影响物镜的分辨能力。调节方法是在显微镜调焦后，缩小视场光阑，在目镜中观察其像，使其边缘正好包围整个视物。3.5金相显微镜的维护要点显微镜是精密光学仪器，使用时必须了解其基本原理及操作规程，认真维护、保管，细心使用。操作时双手及样品干净，不允许把侵蚀未干的试样在显微镜下观察，以免腐蚀物镜。 调焦时，先转动粗调，使物镜尽量接近试样（目测），然后一边从目镜中观察，一边调节粗调螺丝使物镜慢慢上升直到看到组织，再用微调至清晰为止。显微镜光学部分严禁用手或手帕等去擦，必须用专用的驼毛刷或镜头纸轻轻擦试。使用中若发生故障，应立即报告老师，不得自行拆动。3.6金相样品制备的一般过程：3.6.1截取与镶嵌：根据所要观察的部位要求切取一小块样品。对于特小、特薄或特细的样品，以及检查表层组织的样品，需要嵌镶或相应的夹具夹持。截好的试样，需要用砂轮或锉刀进一步磨平，以得到平坦的磨面，并消除或减小切割时表面产生的变形。软的金属材料用细锉刀锉平或用显微切片机切割，不得用砂轮磨平。对于不允许低温回火的组织观察，应采用冷镶法或夹具。冷镶法一般可用环氧树脂浇入模子内。热压镶嵌法可用电木粉或塑料粒在180℃左右热压。 3.6.2磨光经截取镶嵌好的试样，需要经过磨光与抛光处理才能在显微镜下观察。磨光操作一般有两种，一种是手工磨光，另一种用机械设备磨光。从试样磨光用砂纸来区分，又分为干磨法和湿磨法两种方法。磨光时所用砂纸为先粗后细（砂纸编导为先小后大）逐号磨光。将砂纸平铺在玻璃板上，一手将砂纸按住，一手将试样磨面压在砂纸上，并向前推行，进行磨光。在磨光的回程中最好将试样提起拉回，不与砂纸接触。在试样上所加的压力应力求均衡，磨面与砂纸必须完全接触，这样才能使整个磨面均匀地进行磨削。磨光操作每更换细一号砂纸时，为了便于观察前一道砂纸所留下的较粗磨痕的消除情况，磨面磨削的方向应该与前一号砂纸磨痕方向成90°,磨光时确保完全磨去前一号砂纸遗留下来的磨痕。3.6.3抛光抛光的目的是使材料表面无划痕，获得光洁镜面，有机械抛光、化学抛光和电解抛光三种。机械抛光在专用的金相样品抛光机上进行，转速一般以200～500转/分为宜。抛光较硬的材料（如钢铁），一般粗抛用帆布、呢料、或无毛呢绒等；细抛则用短毛细软呢绒或毡呢等；一般软的金属和合金用很软的织物抛光。抛光时要适当地保持抛光织物上的湿润度。抛光织物太干，会