הסבר על הליך ההדמיה ושימוש במיקרוסקופים מטאלוגרפיים
תחום יישום של מיקרוסקופ מטאלוגרפי
בדיקה מטאלוגרפית של מתכות ברזליות, בדיקה מטאלוגרפית של מתכות לא ברזליות, בדיקה מטאלוגרפית של מתכות אבקה, זיהוי והערכה של רקמות לאחר טיפול פני חומר.
בחירת חומר: קיימת התאמה מסוימת בין מבנה המיקרו לביצועים של החומר, שעל בסיסה ניתן לבחור את החומר המתאים.
בדיקה: בדיקת חומר גלם ובדיקת תהליך.
בדיקת דגימה: תהליך ייצור המוצר מבצע בדיקה מטאלוגרפית במוצרים מוגמרים למחצה כדי לוודא שמבנה המיקרו של המוצר עומד בדרישות העיבוד של התהליך הבא.
הערכת תהליך: שיפוט וזיהוי ההסמכה של תהליך המוצר.
הערכה בזמן שירות: מספקים בסיס לאמינות, מהימנות וחיי השימוש של חלקים בשירות.
ניתוח כשל: מצא פגמים בתהליך וחומר, כדי לספק בסיס מאקרו ומיקרו לניתוח כשל.
עקרונות הדמיה שונים של מיקרוסקופ מטאלוגרפי
1. שדה בהיר, שדה כהה
שדה בהיר הוא הדרך הבסיסית ביותר לצפות בדגימות במיקרוסקופ, והיא מציגה רקע בהיר בשדה הראייה של המיקרוסקופ. העיקרון הבסיסי הוא שכאשר מקור האור מוקרן אנכית או כמעט אנכית דרך עדשת האובייקט אל משטח המדגם, הוא מוחזר בחזרה לעדשת האובייקט על ידי משטח הדוגמה כדי ליצור תמונה.
ההבדל בין שיטת הארת השדה הכהה לשדה הבהיר הוא שיש רקע כהה באזור שדה המיקרוסקופ, ושיטת ההארה של השדה הבהיר היא שפע אנכי או אנכי, בעוד ששיטת ההארה של השדה הכהה היא דרך אלכסון תאורה סביב עדשת האובייקטיב. הדגימה, הדגימה תפזר או תשקף את האור המוקרן, והאור המפוזר או מוחזר על ידי הדגימה נכנס לעדשת האובייקטיבית כדי לצלם את הדגימה. תצפית בשדה כהה יכולה לראות בבירור גבישים חסרי צבע וקטנים או סיבים עדינים בצבע בהיר שקשה לצפות בשדה בהיר בשדה כהה.
2. אור מקוטב, הפרעות
אור הוא סוג של גל אלקטרומגנטי, וגל אלקטרומגנטי הוא סוג של גל רוחבי, רק לגל רוחבי יש תופעת קיטוב. הוא מוגדר כאור שהווקטור החשמלי שלו רוטט בצורה קבועה ביחס לכיוון ההתפשטות.
ניתן לזהות את הקיטוב של האור בעזרת מערכי ניסוי. קח שני מקטבים זהים A ו-B, תן לאור הטבעי לעבור דרך המקטב הראשון A הראשון, ואז האור הטבעי הופך לאור מקוטב, אבל בגלל שהעין האנושית לא יכולה להבחין בינו, יש צורך במקטב B הראשון. תקן את המקטב A, הנח את המקטב B באותה רמה כמו A, סובב את המקטב B, אתה יכול לגלות שעוצמת האור המשודר משתנה מעת לעת עם הסיבוב של B, ועוצמת האור תשתנה ממקסימום ל-90 מעלות. לכל תור. נחלש בהדרגה לכהה ביותר, ולאחר מכן סיבוב של 90 מעלות עוצמת האור תגדל בהדרגה מהכהה ביותר לבהיר ביותר, ולכן המקטב A נקרא מקטב, והמקטב B נקרא מנתח.
הפרעה היא תופעה שבה שני עמודים של גלים קוהרנטיים (אור) מונחים על גבי אזור האינטראקציה כדי להגביר או להקטין את עוצמת האור. הפרעות האור מתחלקות בעיקר להפרעות עם חריץ כפול והפרעות של סרט דק. התערבות כפולה פירושה שהאור הנפלט משני מקורות אור עצמאיים אינו אור קוהרנטי. התקן ההפרעה הכפול גורם לקרן אור אחת לעבור דרך החריץ הכפול ולהפוך לשתי קרני אור קוהרנטי, המתקשרות על מסך האור ליצירת שולי הפרעה יציבים. בניסוי ההפרעות הכפול, כאשר הפרש הנתיב מנקודה על מסך האור לחרך הכפול הוא כפול שווה של חצי אורך הגל, מופיעים שוליים בהירים בנקודה; כאשר הפרש הנתיב מנקודה במסך האור אל החריץ הכפול הוא כפולה אי-זוגית של חצי אורך הגל, השוליים הכהים בנקודה זו הם הפרעות החריץ הכפול של יאנג. הפרעות סרט דק היא תופעת הפרעה בין שתי אלומות אור מוחזר לאחר שקרן אור מוחזרת על ידי שני משטחי הסרט, מה שנקרא הפרעות סרט דק. בהפרעות של סרט דק, הפרש הנתיב של האור המוחזר מהמשטחים הקדמיים והאחוריים נקבע על ידי עובי הסרט, כך שאותם שוליים בהירים (שוליים כהים) צריכים להופיע במקום בו עובי הסרט שווה ב הפרעות של סרט דק. בשל אורך הגל הקצר ביותר של האור, כאשר סרטים דקים מפריעים, הסרט הדיאלקטרי צריך להיות דק מספיק כדי לצפות בשולי הפרעה.
3. ניגוד הפרעות דיפרנציאלי DIC
מיקרוסקופ מטאלוגרפי DIC משתמש בעיקרון של אור מקוטב. למיקרוסקופ שידור DIC יש בעיקר ארבעה רכיבים אופטיים מיוחדים: מקטב, מנסרה DIC I, מנסרה DIC II ומנתח. מקטבים מותקנים ישירות מול מערכת המעבה כדי לקטב ליניארי את האור. במעבה מותקנת פריזמה DIC, ומנסרה זו יכולה לפרק אלומת אור לשתי אלומת אור (x ו-y) עם כיווני קיטוב שונים, היוצרות זווית קטנה. הקבל מיישר את שתי אלומות האור במקביל לציר האופטי של המיקרוסקופ. בתחילה, לשתי אלומות האור יש את אותו שלב. לאחר מעבר באזור הסמוך של הדגימה, בשל ההבדל בעובי ובמקדם השבירה של הדגימה, לשתי קרני האור יש הבדל נתיב אופטי. מנסרת DIC II מותקנת במישור המוקד האחורי של עדשת האובייקטיב, המשלבת את שני גלי האור לאחד. בשלב זה, מישורי הקיטוב (x ו-y) של שתי אלומות האור עדיין קיימים. לבסוף, הקרן עוברת דרך מכשיר הקיטוב הראשון, המנתח. לפני שהקרן יוצרת את תמונת ה-DIC של העינית, המנתח נמצא בזווית ישרה לכיוון המקטב. המנתח משלב שתי אלומות אור מאונכות לשתי אלומות עם אותו מישור של קיטוב, מה שגורם להן להפריע. הפרש הנתיב האופטי בין גלי x ו-y קובע כמה אור מועבר. כאשר הפרש הנתיב האופטי הוא 0, שום אור לא עובר דרך המנתח; כאשר הפרש הנתיב האופטי שווה למחצית מאורך הגל, האור העובר דרכו מגיע לערך המקסימלי. לכן, על הרקע האפור, מבנה הדגימה מציג הבדל בין אור לחושך. על מנת להשיג את ניגודיות התמונה הטובה ביותר, ניתן לשנות את הבדל הנתיב האופטי על ידי כוונון עדין האורך של פריזמת DIC II, שיכול לשנות את בהירות התמונה. התאמת פריזמת DIC II יכולה לגרום למבנה העדין של הדגימה להציג תמונת הקרנה חיובית או שלילית, בדרך כלל צד אחד בהיר והצד השני כהה, מה שגורם לתחושה התלת מימדית המלאכותית של הדגימה.
