金相顯微鏡的那些事兒

    金相顯微鏡是研究金屬顯微組織zui常用、zui重要的顯微鏡工具。
    一、金相顯微鏡與生物顯微鏡的區(qū)別
    金相顯微鏡觀察的試樣不透明，只能借助試樣磨面的反射光來觀察，需要特殊光源。生物顯微鏡觀察的試樣是透明的切片，采用自然光源。
    二、金相顯微鏡有光學(xué)系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、機(jī)械系統(tǒng)三部分組成。
    1、物鏡
    金相顯微鏡成象質(zhì)量主要取決于所用物鏡的優(yōu)劣。物鏡的質(zhì)量與物鏡特性指標(biāo)及象差校正程度有關(guān)。
    （1）物鏡的性質(zhì)
物鏡的數(shù)值孔徑：它表征物鏡的聚光能力，增強(qiáng)物鏡的聚光能力可提高物鏡的鑒別率。數(shù)值孔徑通常以“N.A.”表示。
N.A.=n·sinu式中：
n——物鏡與觀察物之間介質(zhì)的折射率；
u——物鏡的孔徑半角。
提高數(shù)值孔徑的途徑有：
增大透鏡的直徑或減小物鏡的焦距，以增大孔徑半角u。
增加物鏡與觀察物之間的折射率。
一般高倍物鏡常設(shè)計(jì)成油鏡，zui常用的介質(zhì)是松柏油（n=1.515），其zui大數(shù)值孔徑N.A.=1.40。
    （2）物鏡的鑒別率
物鏡的鑒別率是指物鏡具有將兩個(gè)物點(diǎn)清晰分辨的zui大能力,以兩個(gè)物點(diǎn)能清晰分辨的zui小距離d的倒數(shù)表示。d越小，表示物鏡的鑒別率越高。物鏡的數(shù)值孔徑越大，入射光波長越短，物鏡的鑒別率越高。藍(lán)色光（波長為4400埃）比黃綠光（波長為5500埃）的鑒別率高25%。金相顯微鏡的鑒別率zui高只能達(dá)到物鏡的鑒別率。
    （3）物鏡的垂直鑒別率：
    垂直鑒別率是指物鏡對高低不平的物體能清晰成象的能力。一般金相試樣經(jīng)過腐蝕后，表面凹凸不平，為了獲得清晰的映象，物鏡必須有一定的垂直鑒別能力。
    物鏡的垂直鑒別率和放大倍數(shù)及數(shù)值孔徑成反比，放大倍數(shù)愈高，數(shù)值孔徑愈大，垂直鑒別率愈小。實(shí)際操作中縮小孔徑光欄，可以提高物鏡的垂直鑒別率，但會(huì)降低物鏡的分辨率。使用高倍干系物鏡或油浸物鏡時(shí)，因其垂直鑒別率很小，所以顯示組織時(shí)應(yīng)腐蝕得較淺才合適。
    （3）物鏡的類型
    消色差及平面消色差物鏡：這兩種物鏡球差與色差的校正僅為黃、綠兩個(gè)波區(qū)，低倍放大時(shí)影響不大，使用時(shí)宜用黃綠光作為照明光源，或在入射光程中插入黃綠色濾光片。消色差物鏡常與福根目鏡或校正目鏡相配合，用于低倍、中倍放大。平面消色差物鏡對象場彎曲作了進(jìn)一步校正，適用于金相顯微攝影。
    復(fù)消色差物鏡及平面復(fù)消色差物鏡： 這兩種物鏡色差的矯正為可見光的全部波區(qū)，但存在部分放大率色差，需要與補(bǔ)償型目鏡配合使用。加入蘭色或黃色濾色片效果更佳。是顯微鏡中*良的一種物鏡。
    半復(fù)消色差物鏡：此物鏡介于消色差與復(fù)消色差物鏡之間，其光學(xué)性質(zhì)與復(fù)消色差物鏡接近，價(jià)格低廉用來代替復(fù)消色差物鏡，使用時(shí)與補(bǔ)償型目鏡配合。
2、目鏡
    目鏡是用來觀察由物鏡所成的象的放大鏡。其作用：觀察時(shí)在明視距離處形成一個(gè)清晰放大的虛象；顯微攝影時(shí)在承影屏上得到一個(gè)放大的實(shí)象；某些目鏡還能矯正殘余象差。
    目鏡的分類：
    （1）福根目鏡：此目鏡未校正象差或僅做部分象差校正，放大倍數(shù)一般不超過15倍，與低、中倍消色差物鏡配用。
    （2）雷斯登目鏡：此目鏡對象場彎曲及畸變有良好的校正，對球差有一定程度的校正，但放大率色差較嚴(yán)重，用于顯微觀察或攝影，還可單獨(dú)作放大鏡使用。
    （3）補(bǔ)償型目鏡：此目鏡過度校正放大率色差的特征，以補(bǔ)償復(fù)消色差物鏡或半復(fù)消色差物鏡的殘余色差。放大率較高。與復(fù)消色差物鏡配用，但不能與消色差物鏡配用，以免產(chǎn)生負(fù)向色差。
    （4）放大型目鏡：此目鏡專為攝影及近距離投射而設(shè)計(jì)的，只能作攝影投影。
    （5）測微目鏡
    （6）雙筒目鏡
    三、照明系統(tǒng)
    1、光源及其裝置
    （1）光源的要求：
光強(qiáng)度大，并在一定范圍內(nèi)可任意調(diào)整；光源的強(qiáng)度要均勻；光源的發(fā)熱程度不宜過高，以免損壞儀器的光學(xué)附件；光源位置可以調(diào)整。
    （2）光源的種類:白熾燈、氙燈、鹵素?zé)?br />    四、金相顯微鏡的維護(hù)和使用
     （一）進(jìn)行金相顯微鏡操作時(shí)應(yīng)注意的問題：
      1.要了解和熟悉金相顯微鏡的操作規(guī)程。
      2.金相顯微鏡的粗調(diào)手輪和微調(diào)手輪是用來調(diào)節(jié)物鏡與試樣之間距離。使用時(shí)應(yīng)先用粗動(dòng)手輪調(diào)整物鏡焦距后，再用微動(dòng)手輪調(diào)準(zhǔn)物象。
      3.不能用手接觸物鏡及目鏡的透鏡部分。顯微鏡應(yīng)放置在清潔、干燥的環(huán)境中。
      4.如果物鏡、目鏡的透鏡、濾色片及其它光學(xué)元件上有灰塵、油污時(shí),應(yīng)用的軟毛刷或鏡頭紙輕輕的擦去灰塵。油浸物鏡使用后及時(shí)用二甲苯清洗鏡頭。
      5.金相樣品腐蝕后，一定要吹干后放到顯微鏡下觀察。不能將腐蝕劑、水分帶到顯微鏡上。
      6.顯微鏡的照明燈泡為6-8伏的低壓燈泡，不能直接接在220伏電壓上。
    （二）金相顯微鏡的操作方法
      1.將干凈的金相樣品倒扣在顯微鏡載物臺(tái)的圓孔處。
      2.通過物鏡轉(zhuǎn)換器選擇合適的放大倍數(shù)。
      3.打開電源開關(guān)。
      4.用調(diào)焦手輪調(diào)出清楚的焦距，觀察組織。
      5.使用完畢，關(guān)閉電源，將顯微鏡恢復(fù)使用前狀態(tài)，經(jīng)老師檢查無誤后方可離開實(shí)驗(yàn)室。
      6.使用時(shí)出現(xiàn)故障立即報(bào)告老師，不得私自處理。
    五、各類金相顯微鏡
      通常金相顯微鏡分為臺(tái)式、立式和臥式顯微鏡三大類。
      1、臺(tái)式金相顯微鏡：臺(tái)式金相顯微鏡具有體積小，重量輕，攜帶方便等優(yōu)點(diǎn)，其構(gòu)造如圖所示。
      2、立式金相顯微鏡：具有使用廣泛，性能較多的特點(diǎn)?？勺雒饕晥?、暗視場、偏光觀察與攝影等。
      3、臥式金相顯微鏡：對各種光學(xué)象差校正好，具有優(yōu)良的觀察和攝影質(zhì)量。