1、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显微镜的种类、型金相显微镜的种类、型金相显微镜的种类、型金相显微镜的种类、型号很多，按功能可分为：教号很多，按功能可分为：教号很多，按功能可分为：教号很多，按功能可分为：教学型、生产型、科研型。按学型、生产型、科研型。按学型、生产型、科研型。按学型、生产型、科研型。按结构型式分为：台式、立式、结构型式分为：台式、立式、结构型式分为：台式、立式、结构型式分为：台式、立式、卧式。此外还有紫外、红外、卧式。此外还有紫外、红外、卧式。此外还有紫外、红外、卧式。此
2、外还有紫外、红外、高温、低温、偏光、相衬、高温、低温、偏光、相衬、高温、低温、偏光、相衬、高温、低温、偏光、相衬、干涉等各种特殊用途的金相干涉等各种特殊用途的金相干涉等各种特殊用途的金相干涉等各种特殊用途的金相显微镜。显微镜。显微镜。显微镜。任何一种金相显微镜均任何一种金相显微镜均任何一种金相显微镜均任何一种金相显微镜均主要由光学系统、照明系统、主要由光学系统、照明系统、主要由光学系统、照明系统、主要由光学系统、照明系统、机械系统、附件装置机械系统、附件装置机械系统、附件装置机械系统、附件装置(包括摄包括摄包括摄包括摄影或其它装置影或其它装置影或其它装置影或其它装置)组成。组成。组成。组成。金
3、相显微镜的构造与使用金相显微镜的构造与使用44型金相显微镜的机械结构型金相显微镜的机械结构型金相显微镜的机械结构型金相显微镜的机械结构11载物台载物台载物台载物台 22镜臂镜臂镜臂镜臂 33物镜转换器物镜转换器物镜转换器物镜转换器44微动座微动座微动座微动座 55粗动粗动粗动粗动调焦手轮调焦手轮调焦手轮调焦手轮 66微动调焦手轮微动调焦手轮微动调焦手轮微动调焦手轮 77照明装置照明装置照明装置照明装置 88底座底座底座底座 99平台托架平台托架平台托架平台托架 1010碗头组碗头组碗头组碗头组 1111视场光阑视场光阑视场光阑视场光阑 1212孔径光阑孔径光阑孔径光阑孔径光阑 (1)(1)光学
4、系统光学系统光学系统光学系统 由由由由灯灯灯灯泡泡泡泡发发发发出出出出的的的的一一一一束束束束光光光光线线线线，经经经经过过过过透透透透镜镜镜镜组组组组、反反反反光光光光镜镜镜镜会会会会聚聚聚聚于于于于孔孔孔孔径径径径光光光光阑阑阑阑，随随随随后后后后经经经经过过过过聚聚聚聚光光光光镜镜镜镜，再再再再将将将将光光光光线线线线聚聚聚聚焦焦焦焦在在在在物物物物镜镜镜镜后后后后焦焦焦焦面面面面，最最最最后后后后光光光光线线线线投投投投射射射射到到到到试试试试样样样样上上上上。从从从从试试试试样样样样磨磨磨磨面面面面反反反反射射射射回回回回来来来来的的的的光光光光线线线线复复复复经经经经物物物物镜镜镜
5、镜、辅辅辅辅助助助助透透透透镜镜镜镜、半半半半反反反反射射射射镜镜镜镜及及及及棱棱棱棱镜镜镜镜造造造造成成成成一一一一个个个个放放放放大大大大倒倒倒倒立立立立的的的的实实实实像像像像，由由由由目目目目镜镜镜镜再再再再次次次次放放放放大大大大在明视距离处形成虚象。在明视距离处形成虚象。在明视距离处形成虚象。在明视距离处形成虚象。XJZ-1XJZ-1型金相显微镜的光学原理型金相显微镜的光学原理型金相显微镜的光学原理型金相显微镜的光学原理(2)照明系统照明系统一般包括光源、照明器、光阑、滤色片等。XJL-02型立式金相显微镜明场照明系统a.a.光源光源光源光源 光源应具有足够的发光源应具有足够的发光
6、源应具有足够的发光源应具有足够的发光强度且要求发光均光强度且要求发光均光强度且要求发光均光强度且要求发光均匀，发热程度要低并匀，发热程度要低并匀，发热程度要低并匀，发热程度要低并易于对亮度、位置进易于对亮度、位置进易于对亮度、位置进易于对亮度、位置进行调节。色温希望高行调节。色温希望高行调节。色温希望高行调节。色温希望高和光谱连续性好。和光谱连续性好。和光谱连续性好。和光谱连续性好。光源一般有低压钨丝光源一般有低压钨丝光源一般有低压钨丝光源一般有低压钨丝灯、卤钨灯、氙灯、灯、卤钨灯、氙灯、灯、卤钨灯、氙灯、灯、卤钨灯、氙灯、超高压汞灯和碳弧灯超高压汞灯和碳弧灯超高压汞灯和碳弧灯超高压汞灯和碳弧
7、灯几种。几种。几种。几种。光源的照明方光源的照明方光源的照明方光源的照明方式有科勒照明和临界式有科勒照明和临界式有科勒照明和临界式有科勒照明和临界照明之别。照明之别。照明之别。照明之别。XJL-02型立式金相显微镜明场照明系统b.b.照明器照明器照明器照明器 金相显微镜采用反射光照明，光金相显微镜采用反射光照明，光金相显微镜采用反射光照明，光金相显微镜采用反射光照明，光源位于镜体侧面与主光轴正交。因此，源位于镜体侧面与主光轴正交。因此，源位于镜体侧面与主光轴正交。因此，源位于镜体侧面与主光轴正交。因此，光线需转向光线需转向光线需转向光线需转向9090，这种转变光线的装，这种转变光线的装，这种转
8、变光线的装，这种转变光线的装置叫做垂直照明器。利用照明进行照置叫做垂直照明器。利用照明进行照置叫做垂直照明器。利用照明进行照置叫做垂直照明器。利用照明进行照明的方式分为以下几种。明的方式分为以下几种。明的方式分为以下几种。明的方式分为以下几种。(i)(i)平面玻璃反射照明。平面玻璃反射照明。平面玻璃反射照明。平面玻璃反射照明。这种这种这种这种照明方法的特点是光线均匀地直射在照明方法的特点是光线均匀地直射在照明方法的特点是光线均匀地直射在照明方法的特点是光线均匀地直射在试样表面，被浸蚀后的凹凸处无阴影试样表面，被浸蚀后的凹凸处无阴影试样表面，被浸蚀后的凹凸处无阴影试样表面，被浸蚀后的凹凸处无阴影
9、产生，得到清晰平坦的图象。采用这产生，得到清晰平坦的图象。采用这产生，得到清晰平坦的图象。采用这产生，得到清晰平坦的图象。采用这照明方式，照明方式，照明方式，照明方式，能真实地表示出各组成相，能真实地表示出各组成相，能真实地表示出各组成相，能真实地表示出各组成相，但缺乏立体感。但缺乏立体感。但缺乏立体感。但缺乏立体感。平面玻璃反射照明平面玻璃反射照明平面玻璃反射照明平面玻璃反射照明(ii)(ii)棱镜反射照明。棱镜反射照明。棱镜反射照明。棱镜反射照明。这种照明是利这种照明是利这种照明是利这种照明是利用三棱镜作为折光元件，光源经棱用三棱镜作为折光元件，光源经棱用三棱镜作为折光元件，光源经棱用三棱
10、镜作为折光元件，光源经棱镜全反射后，通过物镜光束便斜射镜全反射后，通过物镜光束便斜射镜全反射后，通过物镜光束便斜射镜全反射后，通过物镜光束便斜射到试样表面。这种照明方式与平面到试样表面。这种照明方式与平面到试样表面。这种照明方式与平面到试样表面。这种照明方式与平面镜相比较光线损失极少，镜筒内的镜相比较光线损失极少，镜筒内的镜相比较光线损失极少，镜筒内的镜相比较光线损失极少，镜筒内的炫光较低，炫光较低，炫光较低，炫光较低，图象高密度大、衬度好。图象高密度大、衬度好。图象高密度大、衬度好。图象高密度大、衬度好。但这种照明方式棱镜占去镜筒将近但这种照明方式棱镜占去镜筒将近但这种照明方式棱镜占去镜筒将
11、近但这种照明方式棱镜占去镜筒将近一半的位置，也就是遮去了物镜孔一半的位置，也就是遮去了物镜孔一半的位置，也就是遮去了物镜孔一半的位置，也就是遮去了物镜孔径的一半，从而使物镜的有效数值径的一半，从而使物镜的有效数值径的一半，从而使物镜的有效数值径的一半，从而使物镜的有效数值孔径减小，孔径减小，孔径减小，孔径减小，分辨能力会降低，这种分辨能力会降低，这种分辨能力会降低，这种分辨能力会降低，这种照明方式适合在放大照明方式适合在放大照明方式适合在放大照明方式适合在放大100100倍以下使用倍以下使用倍以下使用倍以下使用 。棱镜反射照明(iii)(iii)斜照明。光线与斜照明。光线与斜照明。光线与斜照明
12、。光线与镜体光轴是一定角度，使照镜体光轴是一定角度，使照镜体光轴是一定角度，使照镜体光轴是一定角度，使照在试样上的光线是倾斜的。在试样上的光线是倾斜的。在试样上的光线是倾斜的。在试样上的光线是倾斜的。这种照明方式可以这种照明方式可以这种照明方式可以这种照明方式可以提高显微提高显微提高显微提高显微镜的分辨力，镜的分辨力，镜的分辨力，镜的分辨力，并使试样凸起并使试样凸起并使试样凸起并使试样凸起部分产生阴影，从而增幼虫部分产生阴影，从而增幼虫部分产生阴影，从而增幼虫部分产生阴影，从而增幼虫了图象的衬度和立体感。斜了图象的衬度和立体感。斜了图象的衬度和立体感。斜了图象的衬度和立体感。斜射照明可通过调节
13、孔径光阑射照明可通过调节孔径光阑射照明可通过调节孔径光阑射照明可通过调节孔径光阑的平面位移而得到的平面位移而得到的平面位移而得到的平面位移而得到 。斜照明(iv)(iv)暗场照明。暗场照明。暗场照明。暗场照明。暗场照明的光学暗场照明的光学暗场照明的光学暗场照明的光学行程。来自光源的平行光束，被环行程。来自光源的平行光束，被环行程。来自光源的平行光束，被环行程。来自光源的平行光束，被环形光阑所阻，而形成环形光束，经形光阑所阻，而形成环形光束，经形光阑所阻，而形成环形光束，经形光阑所阻，而形成环形光束，经过平面玻璃转向，再经过物镜外围过平面玻璃转向，再经过物镜外围过平面玻璃转向，再经过物镜外围过平
14、面玻璃转向，再经过物镜外围的抛物面反射镜，以大的倾斜角投的抛物面反射镜，以大的倾斜角投的抛物面反射镜，以大的倾斜角投的抛物面反射镜，以大的倾斜角投射到试样表面，这时试样上平坦的射到试样表面，这时试样上平坦的射到试样表面，这时试样上平坦的射到试样表面，这时试样上平坦的部分所反射的光将不会进入物镜而部分所反射的光将不会进入物镜而部分所反射的光将不会进入物镜而部分所反射的光将不会进入物镜而呈暗色，对于凹陷部分却能将光线呈暗色，对于凹陷部分却能将光线呈暗色，对于凹陷部分却能将光线呈暗色，对于凹陷部分却能将光线反射进入物镜。这一照明方式的特反射进入物镜。这一照明方式的特反射进入物镜。这一照明方式的特反射
15、进入物镜。这一照明方式的特点是：点是：点是：点是：使有效数值孔径增加，提高使有效数值孔径增加，提高使有效数值孔径增加，提高使有效数值孔径增加，提高衬度，特别是能观察非金属夹杂的衬度，特别是能观察非金属夹杂的衬度，特别是能观察非金属夹杂的衬度，特别是能观察非金属夹杂的透明度及真实色彩透明度及真实色彩透明度及真实色彩透明度及真实色彩暗场照明(3)(3)光阑光阑光阑光阑光阑分为孔径光阑和视场光阑。光阑分为孔径光阑和视场光阑。光阑分为孔径光阑和视场光阑。光阑分为孔径光阑和视场光阑。孔径光阑。孔径光阑。孔径光阑。孔径光阑。孔径光阑的调节可以改变成象光束的大小和孔径光阑的调节可以改变成象光束的大小和孔径光
16、阑的调节可以改变成象光束的大小和孔径光阑的调节可以改变成象光束的大小和控制进入光学系统的光通亮。控制进入光学系统的光通亮。控制进入光学系统的光通亮。控制进入光学系统的光通亮。缩小孔径光阑，缩小孔径光阑，缩小孔径光阑，缩小孔径光阑，孔径角变小，这时光束只通过物镜孔径角变小，这时光束只通过物镜孔径角变小，这时光束只通过物镜孔径角变小，这时光束只通过物镜的中心部分，的中心部分，的中心部分，的中心部分，利于消除物镜的单色象差，图象清晰，能利于消除物镜的单色象差，图象清晰，能利于消除物镜的单色象差，图象清晰，能利于消除物镜的单色象差，图象清晰，能 提高景深，提高相的衬度。提高景深，提高相的衬度。提高景深，提高相的衬度。提高景深，提高相的衬度。但孔径角小，但孔径角小，但孔径角小，但孔径角小，会降低物镜的分辨能力。适当的增大孔会降低物镜的分辨能力。适当的增大孔会降低物镜的分辨能力。适当的增大孔会降低物镜的分辨能力。适当的增大孔径光阑，会增大亮度和提高鉴别能力。径光阑，会增大亮度和提高鉴别能力。径光阑，会增大亮度和提高鉴别能力。径光阑，会增大亮度和提高鉴别能力。为了充分发挥物镜的分辨能力，又能兼顾景深
