Tehnologija analize zlomov z metalografskim mikroskopom
1. Metoda opazovanja z metalografskim mikroskopom
Osnovno načelo metalografskega mikroskopa, ki se uporablja v znanosti o materialih, je opazovanje površinskega stanja predmeta z odbojem svetlobe od površine vzorca. Zaradi razlik v mikrostrukturi, kristalni strukturi, kemični sestavi in hrapavosti površine materiala se odboj svetlobe spreminja, kar povzroči nastanek podloge, kot je prikazano na slikah 3-5.
Končna ločljivost optičnega mikroskopa je omejena z valovno dolžino vidne svetlobe in se na splošno lahko določi s Payleighovim kriterijem, ki je d=0,61 λ/(N • A)
V formuli: d je ločljivost;
λ je valovna dolžina vidne svetlobe
N. A je numerična apertura.
Če v metalografskem mikroskopu uporabljamo zeleni filter, je lahko vrednost k približno enaka {{0}},5 μm, pri večjih dovoljenih numeričnih aperturah z N · A 1,4 pa ni mogoče za razlikovanje finih struktur, manjših od 0,2 μm. Zaradi inherentnih pomanjkljivosti nizke povečave in majhne žariščne globine so vzorci optičnih mikroskopov z razcepljeno palico omejeni na ravne prelomne površine, medtem ko žilavih prelomnih površin z velikimi neravninami ni mogoče opazovati in analizirati z optičnimi mikroskopi.
Pri analizi loma se metalografska mikroskopija uporablja predvsem za opazovanje mikrostrukture materialov in morfologije razpok, ki sodijo v področje metalografske analize in jih tukaj ne bomo podrobneje obravnavali. Pri opazovanju razpok ni treba le opazovati in analizirati morfoloških značilnosti, orientacije, lastnosti ter začetka in konca same razpoke, ampak opazovati in analizirati tudi situacijo okoli razpoke in normalnega telesa, spremembe v mikrotrdota na obeh straneh razpoke, porazdelitev vključkov in morfološke značilnosti oksidov ali produktov korozije znotraj razpoke.
Nedavno je bil dosežen nov napredek pri uporabi optične mikroskopije za opazovanje vej, s pojavom novih tipov optičnih mikroskopov s konfokalnimi pan lečami; Poleg tega je mogoče uporabiti tehnologijo replikacije plastičnega ogljika za opazovanje morfologije zloma pod optično mikroskopijo.
2. Glavni uporabljeni optični instrumenti
Orodja, ki se uporabljajo v tehnologiji analize zloma z metalografskim mikroskopom, vključujejo predvsem optične instrumente, kot sta metalografski mikroskop in stereo mikroskop z dvojnimi lečami.
Zaradi majhne globine fokusa metalografskega mikroskopa je potrebno, da je proučevana površina preloma precej ravna, celo zelo blizu ravnine. To pomeni, da z optičnim mikroskopom običajno ni mogoče pregledati grobih in neravnih prelomnih površin.
Pri opazovanju površine lomljenja pod metalografskim mikroskopom je običajno uporabljena povečava okoli 100 do 500. Pri uporabi metalografske analize za preučevanje morfoloških značilnosti površin lomljenja je treba na mizico mikroskopa namestiti napravo za vpenjanje lomljenega vzorca, da se zagotovi poljubno nastavitev omejitve nagiba opazovalne površine preloma, tako da je opazovani del preloma pravokoten na mikroskopsko zatemnitveno os.
Valovita morfologija prelomne površine otežuje popolno fokusiranje slike pod metalografskim mikroskopom, kar pomeni, da je pod metalografskim mikroskopom mogoče dobiti le jasne slike manjših površin. Da bi odpravili to pomanjkljivost, je mogoče izbrati zelo majhno območje vidnega polja pod okoljem optičnega mikroskopa x400 za fotografiranje polarnih fotografij, nato pa je mogoče izostrene dele na teh istih fotografijah vidnega polja odrezati, ne da bi bilo treba te fotografije prilepiti v eno sliko glede na relativne položaje vsakega odseka. Ta metoda je precej okorna, vendar je z vidika širitve uporabe optičnih mikroskopov še vedno izvedljiva. Predvsem za enote, ki trenutno nimajo elektronske mikroskopije, ima bolj praktični pomen.
Druga vrsta optičnega mikroskopa je binokularni stereo mikroskop, ki običajno uporablja povečavo od xl do x 100 in ima močan občutek stereo vida. Lahko se kombinira s fotografsko opremo.
Pred kratkim je Mclachin razvil optični mikroskop z večjo globino fokusa, ki ga je mogoče uporabiti za analizo in proučevanje morfologije mikroskopskih zlomov.
