金相显微镜原理和结构详解

创作时间:

作者:

@小白创作中心

引用

来源

https://m.ybzhan.cn/tech_news/805708.html

金相显微镜是一种专门用于观察金属和合金材料显微组织的精密仪器。它通过反射照明成像来观察样本，广泛应用于材料科学、冶金学等领域的研究。本文将详细介绍金相显微镜的工作原理和基本结构。

金相显微镜的工作原理主要基于反射照明成像来观察样本。以下是金相显微镜工作的关键步骤：

照明系统：金相显微镜使用聚光镜将光源（如卤素灯或LED灯）发出的光线聚集，并通过凸透镜滤光成单色光（通常为绿色）。然后，这些光线经筒镜专向照明于样本。
反射成像：样本表面（通常经过精心抛光处理）在照明光的作用下会产生反射。这些反射光经过物镜（通常为复透镜结构，具有高数值孔径，能收集大角度反射光）汇聚，形成样本的倒立实像。
目镜成像：物镜形成的实像进一步被目镜放大成为虚像，进入使用者眼中。目镜通常可以调节以适应不同使用者的视力。
表面形貌显微：光线照在抛光平整的样本表面，根据表面形貌的微小起伏变化而产生不同的反射方向，这种反射的变化形成表面形貌的图像。
金属镀膜：为了增强反射，非金属样本表面通常需要镀上一层金属（如金、钯等），以防止光线进入样本内部，只反射表面形貌。
图像对比度：通过调节照明系统的照度及方向等参数，可以增强表面形貌的图象对比度。也可以经图像处理进一步提高对比度。

金相显微镜的基本结构包括以下几个部分：

照明系统：包括光源、聚光镜和光圈。光源提供足够的光线以照亮样品，聚光镜将光线聚焦到样品上，光圈则用来调节光线的亮度。
载物台：用于放置样品的平台，可以实现X、Y、Z三个方向的移动，以便在显微镜中寻找和定位样品。通常由金属或陶瓷材料制成，表面有防滑设计。
目镜：观察者直接用眼睛观察样品的部分，由一系列透镜组成，可以将物镜放大后的图像进一步放大。
物镜：金相显微镜中的关键部件之一，可以将样品放大并传输到目镜中。物镜通常由几个透镜组成，可以改变焦距和放大倍数，其放大倍数通常在5倍到100倍之间。
显微镜主体：连接目镜和物镜的部分，负责将物镜的图像传输到目镜。主体内包含一系列透镜和棱镜，可以进一步调整图像的焦距和放大倍数，还包含调焦器和旋转器等调节装置。