مقدمه ای بر زمینه های کاربردی و اصول تصویربرداری میکروسکوپ های متالوگرافی

مقدمه ای بر زمینه های کاربردی و اصول تصویربرداری میکروسکوپ های متالوگرافی

بررسی متالوگرافی آهن، بررسی متالوگرافی فلز غیر آهنی، بررسی متالورژیکی متالورژی پودر و شناسایی و ارزیابی ریزساختار پس از عملیات سطحی مواد.

انتخاب مواد: بین ریزساختار و خواص مواد مطابقت خاصی وجود دارد که بر اساس آن می توان مواد مناسب را انتخاب کرد.

تأیید: تأیید مواد خام و تأیید فرآیند.

بررسی نقطه ای: فرآیند تولید محصول، بازرسی متالوگرافی را روی محصولات نیمه تمام انجام می دهد تا اطمینان حاصل شود که ریزساختار محصول با الزامات پردازش فرآیند بعدی مطابقت دارد.

ارزیابی فرآیند: تعیین و شناسایی انطباق فرآیندهای محصول.

ارزیابی در سرویس: مبنایی برای عملکرد، قابلیت اطمینان و عمر مفید اجزای حین سرویس فراهم می کند.

تجزیه و تحلیل شکست: معایب تکنولوژیکی و مادی را پیدا کنید تا مبنای تحلیل کلان و خرد برای تجزیه و تحلیل علت شکست فراهم شود.

اصول تصویربرداری میکروسکوپ متالوگرافی

1. میدان دید روشن و تاریک

میدان دید روشن ابتدایی ترین روش مشاهده برای مشاهده نمونه ها در زیر میکروسکوپ است که پس زمینه ای روشن در میدان دید میکروسکوپ ارائه می دهد. اصل اساسی این است که وقتی منبع نور به صورت عمودی یا تقریباً عمودی بر روی سطح نمونه از طریق عدسی شیئی روشن می شود، برای ایجاد تصویر به عدسی شیئی بازتاب می یابد.

تفاوت بین روشنایی میدان تاریک و روشنایی میدان روشن در وجود یک پس زمینه تاریک در ناحیه میدان دید میکروسکوپ نهفته است. روش روشنایی میدان روشن به صورت عمودی یا عمودی است، در حالی که روش روشنایی میدان تاریک، روشن کردن نمونه از طریق نور مایل از ناحیه اطراف خارج از عدسی شیئی است. نمونه نور تابیده شده را پراکنده یا منعکس می کند و نور پراکنده یا منعکس شده از نمونه برای ایجاد تصویر نمونه وارد عدسی شیئی می شود. مشاهده میدان تاریک امکان مشاهده واضح بلورهای بی رنگ، کوچک یا الیاف رنگی نسبتاً روشن را می دهد که مشاهده آنها در یک میدان روشن دشوار است.

2. نور پلاریزه، تداخل

نور یک موج الکترومغناطیسی است، در حالی که امواج الکترومغناطیسی امواج عرضی هستند و فقط امواج عرضی قطبی شدن را نشان می دهند. نوری است که نسبت به جهت انتشار بردار الکتریکی به صورت ثابتی ارتعاش می کند.

پدیده پلاریزاسیون نور را می توان با استفاده از دستگاه های آزمایشی تشخیص داد. دو قطبش A و B یکسان را بردارید و نور طبیعی را از اولین قطبش A عبور دهید. در این مرحله، نور طبیعی نیز به نور پلاریزه تبدیل می شود، اما چون چشم انسان نمی تواند آن را تشخیص دهد، یک قطبش دوم B مورد نیاز است. پلاریزر A را ثابت کنید، پلاریزر B را روی همان صفحه افقی A قرار دهید و قطبشگر B را بچرخانید. مشاهده می شود که شدت نور عبوری با چرخش B دچار تغییرات دوره ای می شود. شدت نور به تدریج از حداکثر به تاریک ترین کاهش می یابد. هر چرخش 90 درجه، و سپس در هر چرخش 90 درجه از تاریک ترین به روشن ترین افزایش می یابد. بنابراین، پلاریزه کننده A را پلاریزه کننده می نامند، در حالی که قطبی کننده B را پلاریزه کننده می نامند.

تداخل به پدیده تقویت یا ضعیف شدن شدت نور ناشی از برهم نهی دو موج همدوس (نور) در ناحیه برهمکنش اشاره دارد. تداخل نور عمدتاً به تداخل شکاف دوگانه و تداخل فیلم نازک تقسیم می شود. تداخل دو شکاف به نور غیر منسجم ساطع شده از دو منبع نور مستقل اشاره دارد. دستگاه تداخل شکاف مضاعف باعث می شود پرتوی نور از شکاف دوتایی عبور کند و به دو پرتو منسجم تبدیل شود و حاشیه های تداخلی پایدار در صفحه نور ایجاد کند. در آزمایش تداخل شکاف دوگانه، زمانی که اختلاف فاصله بین یک نقطه روی صفحه نور و شکاف دوتایی حتی مضربی از نیم طول موج باشد، یک نوار روشن در آن نقطه ظاهر می‌شود. هنگامی که اختلاف فاصله بین یک نقطه در صفحه روشن و یک شکاف دوتایی مضربی فرد از نیم طول موج باشد، ظاهر یک نوار تیره در آن نقطه تداخل شکاف دوگانه یانگ در نظر گرفته می‌شود. تداخل لایه نازک به پدیده تداخلی اطلاق می شود که توسط دو پرتو نور منعکس شده تشکیل شده توسط پرتویی از نور که از دو سطح یک لایه نازک منعکس می شود، ایجاد می شود. در تداخل فیلم نازک، تفاوت مسیر بین نور منعکس شده از سطوح جلو و عقب با ضخامت فیلم تعیین می شود، بنابراین همان نوار روشن (نوار تیره) باید در مکان هایی که ضخامت فیلم برابر است ظاهر شود. به دلیل طول موج بسیار کوتاه امواج نور، لایه دی الکتریک باید به اندازه کافی نازک باشد تا حاشیه های تداخل را در طول تداخل لایه نازک مشاهده کند.