文档介绍：现代分析技术与实验方法现代分析技术与实验方法《金相分析技术》第一章第一章光学金相显微镜光学金相显微镜的结构与使用的结构与使用金相分析是人们通过金相显微镜来研究金金相分析是人们通过金相显微镜来研究金属和合金显微组织大小、形态、分布、数量和属和合金显微组织大小、形态、分布、数量和性质的一种方法。显微组织是指如晶粒、包含性质的一种方法。显微组织是指如晶粒、包含物、夹杂物以及相变产物等特征组织。利用这物、夹杂物以及相变产物等特征组织。利用这种方法来考查如合金元素、成分变化及其与显种方法来考查如合金元素、成分变化及其与显微组织变化的关系:冷热加工过程对组织引入微组织变化的关系:冷热加工过程对组织引入的变化规律;应用金相检验还可对产品进行质的变化规律;应用金相检验还可对产品进行质量控制和产品检验以及失效分析等。量控制和产品检验以及失效分析等。概述概述金相显微镜的成象原理金相显微镜的成象原理人眼对客观物体细节的鉴别能人眼对客观物体细节的鉴别能力是很低的,一般是在力是很低的,~~。因此,观察物体的显微间。因此,观察物体的显微形貌,必需藉助显微镜。形貌,必需藉助显微镜。显微镜放大的光学系统由两级显微镜放大的光学系统由两级组成。组成。第一级是物镜第一级是物镜细节细节ABAB通过物镜得到放大的倒立实通过物镜得到放大的倒立实角角A1B1A1B1。。A1B1A1B1的细节虽已为被区的细节虽已为被区分开,但其尺度仍很小,仍不能为分开,但其尺度仍很小,仍不能为人眼所鉴别,因此,还需第二次放人眼所鉴别,因此,还需第二次放大。大。显微镜成象原理图显微镜成象原理图第二级放大是通过目镜来完成。第二级放大是通过目镜来完成。当经第一级放大的倒立实象当经第一级放大的倒立实象处于目镜的主焦点以内时,人眼处于目镜的主焦点以内时,人眼可通过目镜观察到二次放大的可通过目镜观察到二次放大的A3B3A3B3的正立虚象。观察物体的的正立虚象。观察物体的细节经物镜放大后的实象落到目细节经物镜放大后的实象落到目镜主焦点以内后,人眼观察可看镜主焦点以内后,人眼观察可看到经两次放大后的虚象。到经两次放大后的虚象。A3B3A3B3虚象就是经物镜和目镜两次放大虚象就是经物镜和目镜两次放大后的组合物象。后的组合物象。透镜的象差透镜的象差物镜是显微镜中最重要的光学器件。现代物镜是显微镜中最重要的光学器件。现代物镜多是由多块透镜组合成的复合透镜构成。物镜多是由多块透镜组合成的复合透镜构成。物镜的放大倍数主要决定于物镜前透镜的尺寸物镜的放大倍数主要决定于物镜前透镜的尺寸及曲率。及曲率。前透镜以后的一系列透镜称为前透镜以后的一系列透镜称为““后透镜后透镜””,,后透后透镜主要是为了校正透镜的象差,镜主要是为了校正透镜的象差,以达到提高成以达到提高成象质量的目的。象质量的目的。透镜的象差按其产生的原因一般作如下分类透镜的象差按其产生的原因一般作如下分类:: 以上的象差以上的象差对显微镜成象影响最大的是球面象差、对显微镜成象影响最大的是球面象差、象域弯曲和多色象差象域弯曲和多色象差。。(1) (1) 球面象差球面象差产生的原因是由于球面单片透镜的中心与边缘厚薄不同,即使产生的原因是由于球面单片透镜的中心与边缘厚薄不同,即使是单色光通过时也将产生不同的折射,通过透镜后不焦集于一点,是单色光通过时也将产生不同的折射,通过透镜后不焦集于一点,轴上象点被一个弥散的光斑所代替,这就是球面象差。轴上象点被一个弥散的光斑所代替,这就是球面象差。为了为了改善球面象差,改善球面象差,现在现在都采用复合透镜都采用复合透镜,即,即在主在主透镜前加一发散凹透透镜前加一发散凹透镜。镜。尽管如此,并不能完全消尽管如此,并不能完全消除,因此在使用显微镜是除,因此在使用显微镜是可以可以通过适当调节孔径光通过适当调节孔径光阑的大小加以改善阑的大小加以改善。。球面象差(2) (2) 象域弯曲象域弯曲直立物体通过透镜后得到弯曲的映象,称为象域弯曲。直立物体通过透镜后得到弯曲的映象,称为象域弯曲。其形成其形成原因是由远轴细光束倾斜射入透镜造成的原因是由远轴细光束倾斜射入透镜造成的。。这种象差这种象差对金相显微摄影尤为不利对金相显微摄影尤为不利,所以在金相摄影时;,所以在金相摄影时;应选用平面消色差和平面复消色差物镜,因为它们对视场边应选用平面消色差和平面复消色差物镜,因为它们对视场边缘进行了色差校正。缘进行了色差校正。象域弯曲(3) (3) 多色象差多色象差多色象差是指白色光通过透镜后,由于折射引起光的分解(色散)所造成多色象差是指白色光通过透镜后,由于折射引起光的分解(色散)所造成的一系列采色群象现象。的一系列采色群象现象。其中又分为纵向色差和横向色差。其中又分