金相顯微鏡的物理構造

         金相顯微鏡主要用于鑒定和分析金屬內部結構組織，它是金屬學(xué)研究金相的重要儀器，是工業(yè)部門(mén)鑒定產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵設備，該儀器配用攝像裝置，可攝取金相圖譜，并對圖譜進(jìn)行測量分析，對圖象進(jìn)行編輯、輸出、存儲、管理等功能。
　　金相顯微鏡是將光學(xué)顯微鏡技術(shù)、光電轉換技術(shù)、計算機圖像處理技術(shù)地結合在一起而開(kāi)發(fā)研制成的高科技產(chǎn)品，可以在計算機上很方便地觀(guān)察金相圖像，從而對金相圖譜進(jìn)行分析，評級等以及對圖片進(jìn)行輸出、打印。 *，合金的成分、熱處理工藝、冷熱加工工藝直接影響金屬材料的內部組織、結構的變化，從而使機件的機械性能發(fā)生變化。因此用金相顯微鏡來(lái)觀(guān)察檢驗分析金屬內部的組織結構是工業(yè)生產(chǎn)中的一種重要手段 。
　　金相顯微鏡主要由光學(xué)系統、照明系統、機械系統、附件裝置（包括攝影或其它如顯微硬度等裝置）組成。
　　根據金屬樣品表面上不同組織組成物的光反射特征，用顯微鏡在可見(jiàn)光范圍內對這些組織組成物進(jìn)行光學(xué)研究并定性和定量描述。它可顯示500～0.2m尺度內的金屬組織特征。早在1841年，俄國人（п．п．Ансов） 就在放大鏡下研究了大馬士革鋼劍上的花紋。至1863年,英國人（H.C.Sorby）把巖相學(xué)的方法，包括試樣的制備、拋光和腐刻等技術(shù)移植到鋼鐵研究，發(fā)展了金相技術(shù)，后來(lái)還拍出一批低放大倍數的和其他組織的金相照片。索比和他的同代人德國人（A.Martens）及法國人（F. Osmond）的科學(xué)實(shí)踐，為現代光學(xué)金相顯微術(shù)奠定了基礎。至20世紀初，光學(xué)金相顯微術(shù)日臻完善，并普遍推廣使用于金屬和合金的微觀(guān)分析，迄今仍然是金屬學(xué)領(lǐng)域中的一項基本技術(shù)。
　　金相顯微鏡 是用可見(jiàn)光作為照明源的一種顯微鏡。分立式和臥式,見(jiàn)圖1[光學(xué)顯微鏡 a 立式顯微鏡 b 臥式顯微鏡]。它們都包括光學(xué)放大、照明和機械三個(gè)系統。
　　放大系統 是影響顯微鏡用途和質(zhì)量的關(guān)鍵。主要由物鏡和目鏡組成。其光路見(jiàn)圖2 [金相顯微鏡光路圖]。顯微鏡的放大率為：
　　M顯=L/f物×250/f目=M顯×M目 式中[m1] M顯——表示顯微鏡放大率；[m2] M物、[m3]M目 和[f2]f物、[f1]f目 分別表示物鏡和目鏡的放大率和焦距；L為光學(xué)鏡筒長(cháng)度；250為明視距離。長(cháng)度單位皆為mm。
　　分辨率和象差 透鏡的分辨率和象差缺陷的校正程度是衡量顯微鏡質(zhì)量的重要標志。在金相技術(shù)中分辨率指的是物鏡對目的物的zui小分辨距離。由于光的衍射現象，物鏡的zui小分辨距離是有限的。德國人阿貝（Abb）對zui小分辨距離（）提出了以下公式
　　d=λ/2nsinφ式中[kg2][kg2]為光源波長(cháng)； n為樣品和物鏡間介質(zhì)的折射系數（空氣;=1；松節油：=1.5）；φ為物鏡的孔徑角之半。
　　從上式可知，分辨率隨著(zhù)和的增加而提高。由于可見(jiàn)光的波長(cháng)[kg2][kg2]在4000～7000之間。在[kg2][kg2]角接近于90的zui有利的情況下，分辨距離也不會(huì )比[kg2]0.2m[kg2]更高。因此，小于[kg2]0.2m[kg2]的顯微組織，必須借助于電子顯微鏡來(lái)觀(guān)察（見(jiàn)）,而尺度介于[kg2]0.2～500m[kg2]之間的組織形貌、分布、晶粒度的變化，以及滑移帶的厚度和間隔等，都可以用光學(xué)顯微鏡觀(guān)察。這對于分析合金性能、了解冶金過(guò)程、進(jìn)行冶金產(chǎn)品質(zhì)量控制及零部件失效分析等，都有重要作用。