金相显微镜原理

　　金相显微镜是将光学显微镜技术、光电转换技术、计算机图像处理技术wan美的结合在一起而开发研制成的高科技产品，可以在计算机上很方便地观察金相图像，从而对金相图谱进行分析，评级等以及对图片进行输出、打印。

　　1、金相显微镜的特点?

　　①金相显微镜采用无穷远成像系统，具有平场消色差物镜和大视场目镜，成像清晰平坦，视域开阔，具有优良的组织鉴别力。

　　②使用者一边观察一边可以同时进行成像记录。CCD接口能够连接摄影装置，数码相机拍摄或显微镜监视系统下进行定量的图像分析工作。

　　③结构稳固，功能全部装置在金相显微镜主机内，确保使用者快速操作，并能获得一致的成像效果。

　　2、什么是倒置式金相显微镜?

　　倒置金相显微镜主要用于鉴别和分析金属内部结构组织，倒置金相显微镜是金属学研究金相的重要仪器。铸造、冶炼、热处理的质量研究，原材料的检验或材料处理后的分析等均可使用倒置金相显微镜。

　　电脑型倒置金相显微镜结构：①金相显微镜;②适配镜;③摄像器;④A/D(图像采集);⑤计算机。

　　数码相机型倒置金相显微镜结构：①金相显微镜;②适配镜;③数码相机。

　　3、什么是正置金相显微镜?

　　正置金相显微镜是无限远正置金相显微镜，之所以叫他正置金相显微镜，主要一个区别在于金相显微镜的物镜在于物体观察面的上方。

　　4、金相分析如何选择金相显微镜?

　　选择金相显微镜要注意以下几点：①物镜要好;②光路系统要好;③机械稳定性要高;④多请教一下显微镜的使用厂家，货比三家。

　　一、照明光路系统

　　1、金相显微镜一般都有专门的反射光照明光路(因为观察的试样是不透明的)，而且照明光通过半反透镜后经物镜照射到试样表面，反射回来后经过物镜目镜再到人眼里成像，所以物镜代替了科勒照明系统中的聚光镜的作用。从原理上看，金相显微镜的照明属于同轴照明，即照明光和反射光同在一个主光路中。

　　金相显微镜是用入射照明来观察金属试样表面金相组织的显微镜，是对热处理后的材料作一般金相组织的研究工作的仪器。是集光学显微镜技术、光电转换技术、计算机图像处理技术于一身的光学仪器。

　　金相显微镜的基本放大原理下图所示。其放大作用主要由焦距很短的物镜和焦距较长的目镜来完成。为了减少象差，金相显微镜的目镜和物镜都是由透镜组构成复杂的光学系统，其中物镜的构造尤为复杂。

　　为了便于说明，图中的物镜和目镜都简化为单透镜。物体AB位于物镜的前焦点外但很靠近焦点的位置上，经过物镜形成一个倒立放大的实象A'B'，这个象位于目镜的物方焦距内但很靠近焦点的位置上，作为目镜的物体。目镜将物镜放大的实象再放大成虚象A"B",位于观察者的明视距离(距人眼250mm)处，供眼睛观察，在视网膜上成Z终的实象。

　　利用几何光学原理对金相显微镜的成象过程进行了分析。但是实际上金相显微镜所观察的显微组织，往往几何尺寸很小，小至可与光波的波长相比较，根据光的电磁波理论，此时不能再近似地把光线看成是直线传播，而要考虑衍射的影响。另一方面，金相显微镜中的光线总是部分相干的。因此，金相显微镜的成象过程是一个比较复杂的衍射相干过程。事实上，由于衍射等因素的影响，金相显微镜的分辨能力和放大能力都受到一定限制。目前金相显微镜可观察的Z小尺寸一般是0.2μm左右，有效放大率Zda为1500~1600x。

　　金相显微镜通常由光学系统、照明系统和机械系统三大部分组成，有的显微镜还附有摄影装置。

　　载物台：

　　金相显微镜载物台用来放置金相试样，载物台和下面托盘之间有导轨，用手推动可使载物台在水平面上作一定范围的十字定向移动，以改变试样的观察部位。

　　孔径光阑和视场光阑：

　　孔径光阑装在照明反射镜座上面，调整孔径光阑能够控制入射光束的粗细，以保证物像达到清晰的程度。视场光阑设在物镜支架下

　　金相显微镜是用来观察不透明物体的。由于光线不能透过不透明物体，所以必须采用一套复杂的照明系统使光线从正面或侧面把物体表面照亮，然后依靠反射能力，使部分光线反射入光学系统，经放大成象，为眼睛所观察。

　　金相显微镜的种类很多，它主要根据金相研究的目的、对象、方法的不同而设计。从光路形式来看，有正置式与倒置式光路之分，两者的主要区别是基于对金相试样的要求不同。凡是金相试样磨面向上放置，试样表面要与底面平行，物镜朝下观察的都称为正置式光路。凡是磨面朝下放置、试样底面为任意形状、物镜朝上观察的都称为倒置式光路。

　　倒置金相显微镜：

　　倒置金相显微镜主要适用对各种金属和合金材料的组织结构、铸件质量以及热处理后相位组织进行研究分析工作，是金属学研究的必备仪器，由于试样的观察面倒置不受高度限制，在制备试样时只要一个观察面平整。因此工厂实验室，科研机构院校教学普遍选用。其他行业比如电子产品、薄膜、镀层采用冷镶嵌材料做成试样后直接倒置于工作台上，由于材料透明也能方便地进行观察。

　　倒置金相显微镜摄像头可以方便的连接视屏和计算机进行实时和静动态的图像观察，保存和编辑，打印结合各种软件能进行更专业的金相，测量，互动教学领域的需要。

　　正置金相显微镜：

　　具有和倒置金相显微镜同样的基本功能，除了对20-30mm高度的金属试样作分析鉴定外，由于符合人的日常习惯，因此更广泛的应用于透明，半透明或不透明物质。大于3微米小于20微米观察目标，比如金属陶瓷、电子芯片、印刷电路、LCD基板、薄膜、纤维、颗粒状物体、镀层等材料表面的结构、痕迹，都能有很好的成像效果。

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　　两种金相显微镜的优缺点：

　　正置金相显微镜的缺点是试样底面必须与金

　　金相显微镜主要是通过对组织形貌的检查来分析钢材的组织与其化学成分的关系，金相显微镜可以确定各类钢材通过不一样的加工和热处理后的显微组织;以此来判断钢材的质量的好坏。

　　1、把各部分的包装移出，如有需要请把包装保留，以便日后搬运仪器。

　　2、金相显微镜镜体锁紧螺钉，旋转三目头或双目头面向仪器的正面，然后拧紧锁紧螺钉。

　　3、依次将物镜安装到转换镜上中。

　　4、把目镜筒的防尘罩取下然后目镜分别插入目镜筒中。

　　5、安装灯箱，把灯箱电源插头插入主体电源输出口。

　　6、把电源线接到相适配的电源插座上。

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　　1、照明装置的操作

　　金相显微镜照明器的电源开关和亮度调节旋钮在一起的右下方。整个电气系统都受保险丝管的保护，保险丝座在电源插座内。打开电源开关，是照明器处于工作状态，如果灯不亮，要检查亮度调节旋钮是否处于过低的位置。

　　注意：尽量不要使亮度长时间处在Z亮位置，以免降低灯泡使用寿命。

　　2、调焦装置的操作

　　①粗动控制：由金相显微镜架身两侧的粗动手轮实现，微动调焦则由同轴的微动调焦手轮实现。这种同轴的设计提供方便和自流现象。

　　②调焦：通过转动任一调焦手轮均可以升高或者降低。

　　③松紧调节：在金相显微镜出厂之前，粗动调焦一般预设到一个松紧适合的程度。如果希望调节松紧，首先可以在架身和左调焦手轮之间找到调节松紧手轮，旋转他就可以改变调焦的松紧。如果太紧的话可能会导致操作不适。

　　④预设限位手轮：这项调节可以确保金相显微镜在使用工作距离比较短的物镜时不至于会碰到台面或试样。其调节方法是：使用低倍物镜，用粗动调节手轮调焦至标本清晰，面向操作者旋转限位手轮可以设置粗动调焦的限位。档跟换标本或者物镜之后，就可以方便的旋转粗动调焦手轮调节到此预设位置。然后利用微动调焦手轮调

　　金相显微镜是用作金相检验的专业仪器，是专门用于观察金属和矿物等不透明物体金相组织的显微镜。金相检验就是对于金属内部结构的研究与分析，针对其金属成分进行检验，性能的分析是材料研究中重要的组成部分之一。

　　金相显微镜进行金相检验之前必须针对材料的组成结构进行测试研究，根据材料的特性进行相互对比研究，这对于金相检验有着极其重要的意义。在对材料进行检验的过程中发挥了不可替代的重要作用。金相显微镜检测技术大大促进了金相检验技术的发展。

　　1、金相显微镜的作用

　　金相显微镜主要依据采用定量金相学原理。大大提高了金相检验结果的准确率，提高了检测效率。

　　2、化学成分与金相组织

　　在进行金相组织检测时必须清楚其材料的性能、成分情况。合金设计的目的就是将其性能Zyou化。高碳钢淬火后得到针状马氏体，而低碳钢淬火后得到板条状马氏体。金相显微镜是验证合成设计成分是否合理的有效措施。

　　3、检测工艺技术

　　Z早原有的晶体制造工艺并不能很好的进行测试，因此必须完善这种工艺流程制度，更好的对材料进行考察研究。

　　4、金相学与材料科学

　　金相显微镜形成了当今的冶金科学。显微组织与宏观力学关系的认识，为材料的发展奠定了理论基础。

　　金相显微镜是分析有定性还有定量、半定量的检测仪器。金相检验的范围包括研究材料的组织结构及显微组织的取向。第二相的类型、组成、形态和分布;原子按键力分布的晶体结构等。显微组织检验能够建立三维结构图形，这样在就能正确识别显微组织，显微组织与性能之间的关系和定性的显微组织状态。

　　金相显微镜的应用领域和重要性主要体现在下述几个方面：

　　1、选材：材料的显微组织与性能之间存在一定的对应关系，据此可选择合适的材料。

　　2、校核：原材料校核和工艺校核。

　　3、抽检：产品制造流程对半成品进行金相检验，确保产品的显微组织满足下道工序的加工要求。

　　4、

　　金相显微镜是获得金属显微组织图像Z重要的工具，属于高端的高精密度的光学显微镜。金相显微镜选购具有多的要求，对于各种使用场合中成像品质与极ng准性，应该如何选购金相显微镜呢。

　　1、成像质量

　　金相显微镜是利用光学成像原理获得金属显微组织图像(即金相图谱)，而后对金相图谱进行定性定量分析，成像质量的高低是衡量金相显微镜品质好坏的首要指标。要获得清晰的图像必须满足高反差、高亮度、色还原好和高分辨率这四个基本条件。

　　2、持续稳定性

　　除了成像质量外，还应考虑到金相显微镜在正常使用下长期稳定保持Z佳工作状态，我们称之为机械性能持续稳定性。金相显微镜是高价值高精密的光学仪器，其使用寿命可达30年以上，用户在选购时还要考察生产商在制造上所选用的材质、制造精度、机械设计的科学性和合理性。

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　　3、参数选择

　　金相显微镜各厂家采用的技术实现手段不同，因此各厂家之间的参数可比性较差，Z好的衡量指标为针对自身样品的成像质量。现在各厂家都提供免费的样品拍照和样机考察等服务，因此用户完全可以在详细比较各厂家成像质量后做出选择。

　　4、售后服务

　　在选购金相显微镜的过程中，对于厂家能够提供的售后服务质量也应该纳入到考核的主要指标。因为再好的设备都有出现故障的可能，厂家能否提供及时有效的服务往往直接影响到金相显微镜的日常工作，尤其是检测任务繁重的部门，更应该注重售后服务的质量。

　　金相显微镜是显微镜的一种分类，在工业，高校里面使用率很高，金相显微镜里面根据性能品牌可也以分出多种档次供大家选择的:

　　1、正置国产金相显微镜

　　这种显微镜适合一般不透明物体，倍数要求在100X以上，1000X以下的客户使用，只有明场，镜头分辨率较低，但性价比很高。

　　2、倒置国产金相显微镜

　　这种显微镜的

　　金相显微镜是获得金属显微组织图像Z重要的工具。金相显微镜由于易于操作、视场较大、价格相对低廉，直到现在仍然是常规检验和研究工作中Z常使用的仪器。

　　1、无限远光学系统

　　金相显微镜物镜按照无限远象距进行设计，而不是象常规物镜那样按照有限象距进行设计，这种光学系统称为无限远色差和象差校正的光学系统或简称无限远光学系统。使用这种光学系统时，当入射光从试样表面反射再次进入物镜后，并不收敛而是保持为平行光束，直到通过镜筒透镜后才收敛并形成中间象，即一次放大实象，然后才供目镜再次放大。

　　无限远光学系统的优点是金相显微镜中的各种光学附件(如暗视场光束分离器、偏振光分离器、用于DIC(微差干涉衬度)的Wollaston棱镜、检偏振镜，以及其它附加滤色镜等)都可以放置在物镜凸缘与镜简透镜之间平行光束的空间，由于成象光束没有受到上述光学附件的干扰，物象的质量不会受到损害，从而简化了物镜设计中色差和象差的校正。

　　此外，金相显微镜无限远光学系统中，镜筒长度系数保持为一，无论物镜与目镜之间的距离有多远，也不需要一个固定的中转透镜系统。

　　2、同焦面性设计

　　在金相显微镜中，更换物镜及目镜后不须重新调焦，一般只需略微调节微调旋钮，就可以使物象准确聚焦。为此，物镜和目镜的光学机械尺寸应满足同焦面性的要求，即：

　　(1)所有物镜的共轭距离(即从试样表面到物镜初次放大实象象面之间的距离)相等。

　　(2)所有物镜初次放大实象到目镜镜筒口的距离不变。

　　(3)所有目镜的焦面与物镜初次放大实象的象面重合。同焦面性并不是物镜或目镜的一个固有特性，而是在金相显微镜的设计中为了便于使用者的操作而采取的一种措施。

　　3、平场消色差物镜

　　现今金相显微镜已经普遍使用平场消色差物镜，甚至还可以配置更高级的平场复消色差物镜。老式物镜初次放大实象的直径只有18mm~20mm，而平场消色差物镜则规定高度校正的初次放大平面