Технология за анализ на фрактура с металографски микроскоп
1. Метод за наблюдение на металографски микроскоп
Основният принцип на металографския микроскоп, използван в науката за материалите, е да наблюдава повърхностното състояние на обект чрез отразяване на светлина от повърхността на образеца. Поради разликите в микроструктурата, кристалната структура, химичния състав и грапавостта на повърхността на материала, отразяването на светлината варира, което води до образуването на облицовка, както е показано на фигурите 3-5.
Крайната разделителна способност на оптичния микроскоп е ограничена от дължината на вълната на видимата светлина и обикновено може да се определи от критерия на Пейли, който е d=0,61 λ/(N • A)
Във формулата: d е разделителната способност;
λ е дължината на вълната на видимата светлина
N. A е числовата апертура.
Ако се използва зелен филтър в металографски микроскоп, стойността на k може да бъде приблизително равна на {{0}}.5 μm, а за по-големи допустими числови апертури с N · A от 1,4, това е невъзможно за разграничаване на фини структури по-малки от 0,2 μm. Поради присъщите недостатъци на ниското увеличение и плитката дълбочина на фокуса, пробите от оптични микроскопи с разделен прът са ограничени до плоски повърхности на счупване, докато здравите повърхности на счупване с големи вълни не могат да бъдат наблюдавани и анализирани с помощта на оптични микроскопи.
При анализа на разрушението при счупване металографската микроскопия се използва главно за наблюдение на микроструктурата на материалите и морфологията на пукнатините, които принадлежат към обхвата на металографския анализ и няма да бъдат разглеждани тук. При наблюдение на пукнатини е необходимо не само да се наблюдават и анализират морфологичните характеристики, ориентацията, свойствата и началото и края на самата пукнатина, но също така да се наблюдава и анализира ситуацията около пукнатината и нормалното тяло, промените в микротвърдост от двете страни на пукнатината, разпределението на включванията и морфологичните характеристики на оксидите или корозионните продукти вътре в пукнатината.
Напоследък беше постигнат нов напредък в приложението на оптичната микроскопия за наблюдение на клони, с появата на нови видове оптични микроскопи с конфокални панорамни лещи; В допълнение, технологията за репликация на пластмасов въглерод може да се използва за наблюдение на морфологията на фрактурата под оптична микроскопия.
2. Приложени основни оптични инструменти
Инструментите, използвани в технологията за анализ на фрактури с металографски микроскоп, включват главно оптични инструменти като металографски микроскоп и стерео микроскоп с двойни лещи.
Поради малката дълбочина на фокусиране на металографския микроскоп, се изисква изследваната повърхност на счупване да бъде доста плоска, дори много близо до равнина. Това означава, че обикновено не е възможно да се изследват грапави и неравни повърхности на счупване с помощта на оптичен микроскоп.
Когато се наблюдава повърхността на фрактурата под металографски микроскоп, обикновено използваното увеличение е около 100 до 500. Когато се прилага металографски анализ за изследване на морфологичните характеристики на повърхностите на фрактурата, е необходимо да се монтира устройство за захващане на образеца на фрактурата на стола на микроскопа, за да се осигури произволно регулиране на ограничението на наклона на повърхността за наблюдение на фрактурата, така че наблюдаваната част от фрактурата да е перпендикулярна на оста на микроскопично затъмняване.
Вълнообразната морфология на повърхността на фрактурата затруднява пълното фокусиране на изображението под металографския микроскоп, което означава, че под металографския микроскоп могат да се получат само ясни изображения на по-малки области. За да се преодолее този недостатък, много малка област от зрителното поле може да бъде избрана в среда на оптичен микроскоп x400, за да се направят полярни снимки, а след това фокусираните части в същите тези снимки на зрителното поле могат да бъдат отрязани, без да се налага да поставяте тези снимки в едно изображение според относителните позиции на всяка секция. Този метод е доста тромав, но от гледна точка на разширяване на използването на оптични микроскопи, той все още е осъществим. Особено за звена, които в момента нямат електронна микроскопия, има по-голямо практическо значение.
Друг тип оптичен микроскоп е бинокулярен стерео микроскоп, който обикновено използва увеличение от xl до x 100 и има силно усещане за стерео зрение. Може да се комбинира с фотографско оборудване.
Наскоро Mclachin разработи оптичен микроскоп с по-голяма дълбочина на фокуса, който може да се използва за анализиране и изследване на морфологията на микроскопични фрактури.
