فناوری تجزیه و تحلیل شکست میکروسکوپ متالوگرافیک

فناوری تجزیه و تحلیل شکست میکروسکوپ متالوگرافیک

1. روش مشاهده میکروسکوپ متالوگرافی
اصل اساسی میکروسکوپ متالوگرافی مورد استفاده در علم مواد، مشاهده وضعیت سطحی یک جسم با بازتاب نور از سطح نمونه است. به دلیل تفاوت در ریزساختار، ساختار کریستالی، ترکیب شیمیایی و ناهمواری سطح مواد، بازتاب نور متفاوت است و در نتیجه پوششی مانند شکل 3-5 تشکیل می‌شود.

وضوح نهایی یک میکروسکوپ نوری توسط طول موج نور مرئی محدود می شود و به طور کلی می توان آن را با معیار Payleigh تعیین کرد که d{0}}.61 λ/(N • A) است.

در فرمول: d وضوح است.

λ طول موج نور مرئی است

N. A دیافراگم عددی است.

اگر از یک فیلتر سبز در میکروسکوپ متالوگرافی استفاده شود، مقدار k تقریباً برابر با {{0}}.5 میکرومتر است و برای دیافراگم های عددی مجاز بزرگتر با N · A برابر با 1.4، غیرممکن است. برای تشخیص ساختارهای ظریف کوچکتر از 0.2 میکرومتر. با توجه به معایب ذاتی بزرگنمایی کم و عمق کانونی کم، نمونه‌های میکروسکوپ نوری میله‌ای تقسیم‌شده به سطوح شکستگی مسطح محدود می‌شوند، در حالی که سطوح شکستگی سخت با موج‌های بزرگ را نمی‌توان با استفاده از میکروسکوپ‌های نوری مشاهده و آنالیز کرد.

در تجزیه و تحلیل شکست شکست، میکروسکوپ متالوگرافی عمدتا برای مشاهده ریزساختار مواد و مورفولوژی ترک ها استفاده می شود که در محدوده تجزیه و تحلیل متالوگرافی است و در اینجا توضیح داده نخواهد شد. هنگام مشاهده ترک‌ها، نه تنها باید مشخصات مورفولوژیکی، جهت‌گیری، ویژگی‌ها و ابتدا و انتهای خود ترک را مشاهده و تجزیه و تحلیل کرد، بلکه باید وضعیت اطراف ترک و بدن طبیعی، تغییرات موجود در آن را مشاهده و تحلیل کرد. ریزسختی در هر دو طرف ترک، توزیع آخال‌ها و ویژگی‌های مورفولوژیکی اکسیدها یا محصولات خوردگی در داخل ترک.

اخیراً با ظهور انواع جدیدی از میکروسکوپ های نوری با عدسی های پانی کانفوکال، پیشرفت جدیدی در کاربرد میکروسکوپ نوری برای مشاهده شاخه ها حاصل شده است. علاوه بر این، از فناوری تکثیر کربن پلاستیکی می توان برای مشاهده مورفولوژی شکست در زیر میکروسکوپ نوری استفاده کرد.

2. ابزار نوری اصلی اعمال می شود
ابزارهای مورد استفاده در فناوری تجزیه و تحلیل شکست میکروسکوپ متالوگرافیک عمدتاً شامل ابزارهای نوری مانند میکروسکوپ متالوگرافی و میکروسکوپ استریو با عدسی دوگانه است.

با توجه به عمق کم فوکوس میکروسکوپ متالوگرافیک، لازم است که سطح شکست مورد مطالعه کاملاً صاف و حتی بسیار نزدیک به یک صفحه باشد. یعنی معمولاً نمی توان سطوح شکستگی ناهموار و ناهموار را با استفاده از میکروسکوپ نوری بررسی کرد.

هنگام مشاهده سطح شکست در زیر میکروسکوپ متالوگرافی، بزرگنمایی معمولاً مورد استفاده در حدود 100 تا 500 است. هنگام اعمال آنالیز متالوگرافی برای مطالعه خصوصیات مورفولوژی سطوح شکست، لازم است یک دستگاه گیره نمونه شکستگی بر روی مرحله میکروسکوپ نصب شود تا از دلخواه اطمینان حاصل شود. تنظیم محدودیت شیب سطح مشاهده شکستگی، به طوری که قسمت مشاهده شده شکستگی عمود بر محور کم نور میکروسکوپی باشد.

مورفولوژی موج دار سطح شکست، تمرکز کامل تصویر را در زیر میکروسکوپ متالوگرافی دشوار می کند، به این معنی که تنها تصاویر واضح از مناطق کوچکتر را می توان در زیر میکروسکوپ متالوگرافی به دست آورد. برای غلبه بر این اشکال، می توان ناحیه بسیار کوچکی از میدان دید را در محیط میکروسکوپ نوری x400 برای گرفتن عکس های قطبی انتخاب کرد و سپس قسمت های فوکوس شده در همین عکس های میدان دید را بدون نیاز به چسباندن این عکس ها قطع کرد. در یک تصویر با توجه به موقعیت های نسبی هر بخش. این روش کاملاً دست و پا گیر است، اما از منظر گسترش استفاده از میکروسکوپ های نوری، هنوز امکان پذیر است. به خصوص برای واحدهایی که در حال حاضر میکروسکوپ الکترونی ندارند، اهمیت عملی بیشتری دارد.

نوع دیگری از میکروسکوپ نوری، میکروسکوپ استریو دوچشمی است که به طور معمول از بزرگنمایی xl تا 100 x استفاده می کند و دارای حس قوی دید استریو است. می توان آن را با تجهیزات عکاسی جفت کرد.

اخیرا Mclachin یک میکروسکوپ نوری با عمق تمرکز بیشتر ساخته است که می تواند برای تجزیه و تحلیل و مطالعه مورفولوژی شکستگی های میکروسکوپی استفاده شود.