上海譜騫光學儀器有限公司是國內一家顯微鏡(光機電)研發、營銷，售后服務為一體的專業光學設備儀器公司。并同時代理國外光學品牌儀器知名品牌，并保持 著良好的合作關系，公司有專業的銷售及售后服務團隊，能為用戶提供完善的解決案和系統的培訓。主營：金相顯微鏡、生物顯微鏡、體視顯微鏡、倒置顯微鏡、視頻顯微鏡、熒光顯微鏡、偏光顯微鏡等

普通光學金相顯微鏡的構造及使用和金相樣品制備的一般方法

方法。同時旨在掌握金相樣品制備的一般方法，并通過自己動手來觀察到真正的金相顯微組織，并記錄其基本形態。

關鍵詞??光學金相顯微鏡?金相樣品制備?數值孔徑?磨光?拋光?浸蝕

1????實驗目的

1.1???了解普通光學顯微鏡的構造，各主要部件及元件的效用。

1.2???掌握光學金相顯微鏡正確的使用操作規程及維護方法。

1.3???掌握金相樣品制備的一般方法（機械拋光和化學浸蝕）。

1.4???了解金相樣品制備的其他方法。

2??實驗設備及材料

2.1??金相顯微鏡一臺

2.2??碳鋼試樣一塊

2.3??磨光機

2.4??拋光機及拋光液

2.5??浸蝕劑、酒精、玻璃器皿、竹夾子、脫脂棉、濾紙等。

3?金相顯微鏡的原理及使用

3.1??原理

正常人眼看物體時，最適宜的距離大約在250mm左右，這個距離稱為“明視距離”。人眼可分辨清楚的最小視角為2’——4’，在250mm處能分辨的最小距離約為0.15——0.30mm。

顯微鏡通過物鏡及目鏡兩次放大而得到倍較高的放大像。總的放大倍數M應為物鏡放大倍數與目鏡放大倍數的乘積，即：目物MMM??

3.2??物鏡的選擇

普通光學金相顯微鏡主要由三個系統構成：即光學系統、照明系統和機械系統。物鏡是決定顯微鏡的主要光學零件。衡量一個物鏡的性能有數值孔徑和分辨能力；放大倍數；景深度和像差校正程度。

3.2.1??數值孔徑和鑒別率

物鏡的鑒別率指物鏡所清晰分辨出物體相鄰兩點的最小距離d，與數值孔徑N.A有如下關系：

A式中λ為照明用入射光的波長。

物鏡的數值孔徑表征物鏡的聚光能力，增強物鏡的聚光能力可提高物鏡的鑒別率。它的大小主要決定于進入物鏡的光線錐所張開的角度，即孔徑角的大小，表示為：N.A=n·sinθ??式中n為物鏡前片玻璃到試樣之間介質的折射率；θ為孔徑半角。?3.2.2?數值孔徑與有效放大倍數

要使物鏡可分辨的最近兩點的距離d能為人眼所分辨，則必須將d放大到0.15——0.30mm，即：d?x?M?=0.15——0.30mm，而AN.2d，當λ=0.55um的時候，

M=500N.A——1000N.A。

M稱為有效放大倍數，物鏡應在這兩個放大倍數范圍內使用。

3.2.3?景深度

物鏡對高低不平的組織都有清晰造像的能力，稱為景深度，即物鏡的垂直分辨能力，它與數值孔徑、放大倍數成反比。

3.3?目鏡

目鏡是用來觀察由物鏡所成像的放大鏡。

3.4?照明方式

由于觀察目的不同，金相顯微鏡對試樣的采光方式亦不同。可分為明試場照明和暗試場照明。明試場照明是金相研究中的主要采光方法。

3.5?調整和維護

3.5.1?光源的調整

包括徑向調整與軸向調整。

3.5.2?光闌的調整

金相顯微鏡的照明系統中常有兩個孔徑可變的光闌。孔徑光闌裝在光源聚光透鏡之后，視域光闌裝在孔徑光闌之后。

3.5.3?維護要點

顯微鏡是精密光學儀器，使用時必須了解其基本原理及操作規程，認真維護、保管，細心使用。

操作時雙手及樣品干凈，不允許把侵蝕未干的試樣在顯微鏡下觀察，以免腐蝕物鏡。

操作時應精力集中，小心謹慎。接電源時應通過變壓器，裝卸或調換鏡頭時必須放穩后才可松手，不可粗心大意。

調焦時，先轉動粗調，使物鏡盡量接近試樣（目測），然后一邊從目鏡中觀察，一邊調節粗調螺絲使物鏡慢慢上升直到看到組織，再用微調至清晰為止。

顯微鏡光學部分嚴禁用手或手帕等去擦，必須用專用的駝毛刷或鏡頭紙輕輕試。?使用中若發生故障，應立即報告老師，不得自行拆動。

3.6?樣品的拋光

磨光后的樣品表面仍留有細的砂紙磨痕，還不能有效的觀察侵蝕后的組織，因此必須將砂紙磨痕完全拋去，是表面達到光亮如鏡的光潔度，才能滿足顯微鏡觀察的要求。拋光后的表面再200倍顯微鏡的觀察下應基本上沒有磨痕和磨坑。本實驗采取機械磨法，在專用的金相樣品拋光機上進行。??3.7?顯微組織的顯示

采用化學侵蝕法，用竹夾子夾脫脂棉蘸侵蝕液在樣品表面由上向下擦拭，當光亮鏡面成灰白色，立即用水清洗，并用酒精擦洗后經吸水紙吸干。操作過程要迅速利落，以防帶水樣品表面在空氣中氧化。嚴禁用手摸擦表面，以免皮膚受到傷害。?3.8?顯微組織的觀察與記錄

制備好的樣品用顯微鏡在100~400倍不同放大倍數下觀察組織，體會放大倍數不同對組織觀察和景深的影響，繪制組織特征圖，規格為直徑為50毫米的圓形。圖下標注材料名稱、熱處理規程、總放大倍數、浸蝕劑、樣品組織等項。

4?金屬樣品制備的實驗內容及程序

金相樣品制備的全過程包括：試樣的截取與磨平、樣品的磨光與拋光、樣品組織的顯露、顯微組織的觀察與記錄等。

本次實驗的具體內容及程序如下。

4.1??樣品的磨光

每人領取已截取并磨平的碳鋼式樣一塊，本實驗采取濕磨法在金相樣品預磨機上磨平。

5?實驗結果分析

45號鋼的組成晶相是鐵素體和珠光體。珠光體是由低溫鐵素體和滲碳體組成的兩相混合物。鐵素體又分低溫鐵素體和奧氏體。樣品經退火熱處理過程，磨光，拋光，顯微組織顯示后，在400×的顯微鏡下能觀察到黑白圖像。單相合金的組織是由不同晶粒組成的。各個晶粒的位相不同，存在著晶粒間界。一般間界處的電極電位和晶粒內的不同，而且具有較大的化學不穩定性。因此在和化學劑作用時，溶解的比較快，不同位向的晶粒，溶解程度也不同。在晶界出凹下去，光線被反射向斜方向而不進入目鏡，呈現黑色。晶粒內也因表面傾斜程度不同有深淺不同。