Металлографические микроскопы

Металлографический микроскоп – это световой микроскоп общего назначения, предназначенный для исследований непрозрачных объектов в отражённом свете.

По конструкции подразделяется на прямой и инвертированный. Работая с инвертированным микроскопом не придётся делать шлиф двух поверхностей образца, потому что вся выровненная поверхность будет в поле зрения, будет находиться в одной плоскости резкости, без необходимости фокусироваться при смещении образца. 

Прямой металлографический микроскоп универсален и отличается более низкой ценой, чем инвертированный микроскоп со схожим оснащением и большей комплектацией. В металлографических микроскопах применяются различные виды освещения и контрастирования: тёмное поле, косое освещение, поляризацию и ДИК.

Оснащённость металлографического микроскопа определяют объекты и методы исследования.
В металлографических микроскопах применяются различные виды освещения и контрастирования: тёмное поле, косое освещение, поляризацию и ДИК
При методе косого освещения возрастает роль дифрагированных волн, а значит оттеняется рельеф объекта (для этого рельеф должен быть ярко выражен). В прямых микроскопах косое освещение достигается установкой призмой косого освещения между объективом и окулярами, либо смещением, относительно оптической оси, апертурной диафрагмы. На небольших увеличениях можно использовать внешние источники мощного света, например, с помощью 30Вт светодиодного осветителя со световодами типа «гусиная шея» можно настроить косое освещение при использовании объективов с большим рабочим расстоянием (фактически, до 20х-50х крат). У Olympus есть более продвинутая гибридная технология – DDF (направленное тёмное поле). При этой технологии, полый конус света подает на объект под углом, рассеивая свет даже на небольших изменениях рельефа.

Используя метод тёмного поля, пользователь видит рассеянный свет от образца, поэтому все неровности становятся светлыми на однородном тёмном фоне. Этот метод даёт негативное изображение к светлопольному и выявляет: трещины, царапины, зёрна, структурные отдельности, отчётливо просматриваемые границы зёрен, непротравленные границы и включения на поверхности.

Поляризованный свет выявляет анизотропные оптические структуры, преломляющие свет. Изотропные кристаллы буду поглощать свет при «положении скрещения» поляризатора и анализатора, а анизотропные (не имеющие кубической решётки) будут контрастны на фоне металла. Поэтому, вращая градуированный поворотный анализатор и сверяясь со специальными таблицами, можно идентифицировать неметаллические включения, определить размер и структуру зерна, по углу поворота анализатора.
Метод дифференциально-интерференционного контраста (ДИК). На данный момент — это самый совершенный метод контрастирования. Достигается такое контрастирование с помощью призмы Номарского: неполяризованный свет поляризуется, попадая в оптический путь микроскопа. Плоскость поляризации света наклонена на 49° к плоскому объекту. Проходя через призму Номарского, поляризованный свет разделяется на два пучка, со взаимно ортогональной плоскостью поляризации. Это дает максимально контрастное изображение, на котором отчётливо видны все неровности и границы – рельеф поверхности.

Помимо выбора оптики и методов контрастирования, специалисты должны обращать внимание на выбор источника света. Лучшим выбором будет светодиодный источник света, потому что такие осветители дают мощный поток света, не искажающий цветовосприятие. Для коротковолнового освещения образца следует использовать разные светофильтры.