金相显微镜原理及应用百科

  等，除此以外还有用于材料、金属观察分析等工业等领域的金相显微镜，这篇文章将从金相显微镜的基本应用、结构特点、观察方式、与生物显微镜的区别等方面带大家探索清楚。

  正置结构一般指载物台在物镜下方，倒置结构指载物台在物镜上方，根据试样不同，选不一样结构及形式。主要考虑以下两点：

  ①制样要求。正置结构工作空间较小，试样尺寸不能过大，同时要求试样的底面和观测平面保持水平，尤其在进行高倍率观测表面时，试样表面倾斜会导致局部失焦；倒置结构上部空间无限制，可对大型工件进行观测，同时只需保持工件底部水平。

  ②是否需要透射。无限远金相正置结构一般具有反射和透射观察功能，试样可以是透明或不透明材质，可以用透反射同时照明；金相倒置结构一般都会采用反射光路，从底部进行观测。

  反射指照明光从物镜射出，经过试样表面后反射进入物镜，透射是指光线从聚光镜出发透过试样后进入物镜，后者一般要求试样为透明材质。

  反射是金相显微镜的典型照明方式，适合看不透明样品，固定筒长时代的正置金相显微镜筒长只有落射，因为其光学特性，使用落射和使用透射成像有倍率差异，会导致测量不准确，同时使用透反射还会产生模糊。

  卤素灯色温在3200K左右，发黄光，光线柔和，光谱接近太阳光，显色性好，穿透性强，成本较低，但发热大，色温随亮度变化变化，一般搭配滤色片调色使用；LED灯有3200K暖白光和5000K以上冷白光两类，色温恒定，亮度高，能效好，寿命长。使用者可根据观察习惯及预算，选不一样的光源。

  应用于材料方面的金相显微镜主要有四种观察方式，样品中的差异在不同观察方式的图像中有不同的特征。

  ①明场：利用照明光线直接照射在被测试样上反射或透射后观察，适用于常规组织的检测，如珠光体、铁素体、马氏体等金相组织的观察；

  ②暗场：利用丁达尔效应所产生的光的衍射、绕射，通过在试样表面散射进行成像，可以观察细小尘埃、极细的划痕裂缝、凹凸及鉴别透明非金属夹杂的色彩等细节。

  ③偏光：对具有双折射性的物质进行全方位检查，如多相合金中相的鉴别、各向异性金属组织显示、非金属夹杂物的鉴别、半导体材料、液晶、结晶、金属组织、矿物、纤维等表面观察等。

  ④微分干涉（DIC）：利用直线偏振光通过DIC棱镜（渥拉斯通棱镜Wollanston prism）后的干涉现象，形成明暗和对比度变化，可进行立体观察，可应用于各相组织在拋光下的识别，可清楚地显示明场下观察不清楚的相，也可观察液晶模组的压焊粒子，硅片的结晶缺陷、磁头研磨面的损伤检测、金属组织、矿石表面、涂装面等。

  四种观察方式对比：①明场，镜面处亮；②微分干涉（DIC），立体感 ③偏光，双折射性的岩石；④暗场，划痕处与边缘亮

  按照现代仪器设施“模块化设计，积木式结构”的设计理念，这四种观察方式并不一定固化在每一台金相显微镜上，而是以明场作为基本核心，其他功能按需进行升级，前提是金相臂留了升级空间。如暗场观察是在明场基础上升级暗场块和明暗场物镜、偏光是在明场基础上升级起偏器和检偏器、DIC则是在偏光基础上升级更高功率的光源、一对DIC棱镜和DIC物镜。

  金相显微镜和生物显微镜在光学成像原理等方面有很多一致性，但在结构、部件等方面也存在区别：

  金相显微镜对样品尺寸形式并无严格规定，如果是透反射照明，载物台中间通常放置一块透明玻璃，可以随意放置微小固体样本做观测；生物显微镜一般是使用样品夹对样本玻片进行支撑固定，载物台中间一般是镂空的，以便实现油浸物镜高倍观察。

  生物显微镜一般都会采用透射照明，用来观察透明和半透明的样本，而金相显微镜首先要求反射照明，以便观察不透明的样品，正置金相显微镜还可能有透射照明。

  生物显微镜的物镜一般对玻片厚度有要求（载玻片1.2mm左右，盖玻片0.17mm），其物镜通常标有 “/0”（不用盖玻片）、“/0.17”（需要0.17mm盖玻片）、“/1.2”（倒置显微镜）、“/-”（可以加也可以不加盖玻片），这是为了校正玻璃对于光折射的影响。金相显微镜的物镜通常标有“/0”或“/-”，同时在工作距离上，金相显微镜一般比生物显微镜的物镜要大，同倍率的景深会更大，数值孔径NA更低。

  另外，生物显微镜没有专门的暗场物镜，而金相暗场通常要专门的BD明暗场物镜。

  可用于金相显微镜的物镜，标有“/0”、“/-”

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