Kakšen je princip delovanja metalografskega mikroskopa? Podrobna razlaga principa delovanja metalografskega mikroskopa
Metalografski mikroskop je pogosto uporabljen instrument za laboratorijsko analizo, ki lahko združuje tehnologijo optičnega mikroskopa, tehnologijo fotoelektrične pretvorbe in tehnologijo računalniške obdelave slik ter se pogosto uporablja v laboratorijih. Kakšen je princip delovanja metalografskega mikroskopa? Naslednji urednik ga bo podrobno predstavil, upam, da bo lahko pomagal vsem.
Načelo delovanja metalografskega mikroskopa
Sistem povečave je ključ do uporabnosti in kakovosti mikroskopa. V glavnem je sestavljen iz objektiva in okularja.
Povečava mikroskopa je:
M prikaz=L/f predmet × 250/f oko=M objekt × M oko V formuli [m1] M prikaz - predstavlja povečavo mikroskopa; [m2] M predmet, [m3] M predmet in [f2] f predmet, [f1]f oko predstavlja povečavo in goriščno razdaljo leče objektiva oziroma okularja; L je dolžina tulca optične leče; 250 je fotopična razdalja. Enota za dolžino je mm.
Ločljivost in aberacije Ločljivost leče in stopnja popravka aberacijskih napak sta pomembna pokazatelja kakovosti mikroskopa. V metalografski tehnologiji se ločljivost nanaša na najmanjšo razdaljo ločljivosti leče objektiva do predmeta. Zaradi pojava uklona svetlobe je minimalna ločljiva razdalja leče objektiva omejena. Nemški Abb je predlagal naslednjo formulo za najmanjšo razdaljo ločljivosti d
d=λ/2nsinφ kjer je λ valovna dolžina svetlobnega vira; n je lomni količnik medija med vzorcem in lečo objektiva (zrak;=1; terpentin:=1.5); φ je polovica kota zaslonke leče objektiva.
Iz zgornje formule je razvidno, da ločljivost narašča s povečanjem in . Ker je valovna dolžina vidne svetlobe [kg2][kg2] med 4000 in 7000. V najugodnejšem primeru je kot [kg2][kg2] blizu 90, razdalja ločevanja ne bo višja od [kg2]0,2m[kg2]. Zato je treba mikrostrukturo, manjšo od [kg2]0,2m[kg2], opazovati s pomočjo elektronskega mikroskopa (glej), medtem ko je mikrostruktura, porazdelitev in kristaliničnost, katere lestvica je med [kg2]0,2~500m[kg2 ] Spremembe velikosti delcev ter debeline in razmika drsnih trakov je mogoče opazovati z optičnim mikroskopom. To igra pomembno vlogo pri analizi lastnosti zlitin, razumevanju metalurških procesov, izvajanju kontrole kakovosti metalurških izdelkov in analizi okvar komponent.
Pomemben dejavnik, ki vpliva na kakovost slike, je tudi stopnja popravka aberacije. Pri majhni povečavi aberacijo popravi predvsem leča objektiva, pri veliki povečavi pa je treba okular in lečo objektiva popraviti skupaj. Obstaja sedem glavnih aberacij leč, od katerih je pet sferična aberacija, koma, astigmatizem, ukrivljenost polja in popačenje za monokromatsko svetlobo. Obstajata dve vrsti vzdolžne kromatske aberacije in stranske kromatske aberacije za kompleksno svetlobo. Zgodnji mikroskopi so bili v glavnem osredotočeni na popravljanje kromatske aberacije in delne sferične aberacije, glede na stopnjo popravka pa so obstajali akromatski in apokromatski objektivi. Z nenehnim razvojem se dovolj pozornosti namenja tudi aberacijam, kot so ukrivljenost polja in popačenje predmetov metalografskega mikroskopa. Ko sta leča objektiva in okular korigirana za te aberacije, ni samo slika jasna, temveč je mogoče ohraniti tudi njeno ravnost v velikem obsegu, kar je še posebej pomembno za metalografsko mikrofotografijo. Zato so široko uporabljeni akromatski objektivi, apokromatski objektivi in okularji s širokim poljem. Zgoraj omenjena stopnja korekcije aberacije je označena na objektivu oziroma okularju v obliki vrste leče.
Vir svetlobe Prvi metalografski mikroskopi so za razsvetljavo uporabljali običajne žarnice z žarilno nitko. Za izboljšanje svetlosti in svetlobnega učinka so se pojavile nizkonapetostne žarnice z volframovo nitko, ogljikove obločne žarnice, ksenonske žarnice, halogenske žarnice, živosrebrne žarnice itd. Nekateri posebni mikroskopi zahtevajo monokromatski svetlobni vir, natrijeve in talijeve žarnice pa lahko oddajajo monokromatsko svetlobo.
Način osvetlitve Metalografski mikroskop se razlikuje od biološkega mikroskopa, saj ne uporablja prepustne svetlobe, temveč slikanje z odbito svetlobo, zato mora obstajati poseben sistem dodatne osvetlitve, to je vertikalna osvetljevalna naprava. Leta 1872 je V.von Lang ustvaril to napravo in naredil prvi metalografski mikroskop. Prvotni metalografski mikroskop je imel samo svetlobno osvetlitev, kasneje pa so razvili poševno osvetlitev za izboljšanje kontrasta določenih tkiv
