บทนำของฟิลด์แอปพลิเคชันกล้องจุลทรรศน์โลหะและหลักการถ่ายภาพ
สาขาการประยุกต์ใช้กล้องจุลทรรศน์โลหะ
การตรวจทางโลหะวิทยาของโลหะเหล็ก การตรวจทางโลหะวิทยาของโลหะที่ไม่ใช่เหล็ก การตรวจทางโลหะวิทยาของผงโลหะ การระบุเนื้อเยื่อและการประเมินหลังกระบวนการชุบผิววัสดุ
การเลือกวัสดุ: มีความสอดคล้องกันระหว่างโครงสร้างจุลภาคและประสิทธิภาพของวัสดุ โดยขึ้นอยู่กับวัสดุที่เหมาะสมที่สามารถเลือกได้
ตรวจสอบ: ตรวจสอบวัตถุดิบและตรวจสอบกระบวนการ
การตรวจสอบตัวอย่าง: กระบวนการผลิตผลิตภัณฑ์ดำเนินการตรวจสอบโลหะบนผลิตภัณฑ์กึ่งสำเร็จรูปเพื่อให้แน่ใจว่าโครงสร้างจุลภาคของผลิตภัณฑ์เป็นไปตามข้อกำหนดการประมวลผลของกระบวนการถัดไป
การประเมินกระบวนการ: การตัดสินและระบุคุณสมบัติของกระบวนการผลิตผลิตภัณฑ์
การประเมินในบริการ: ให้พื้นฐานสำหรับความน่าเชื่อถือ ความน่าเชื่อถือ และอายุการใช้งานของชิ้นส่วนในบริการ
การวิเคราะห์ความล้มเหลว: ค้นหาข้อบกพร่องของกระบวนการและวัสดุ เพื่อให้เป็นพื้นฐานการวิเคราะห์ระดับมหภาคและระดับจุลภาคสำหรับการวิเคราะห์ความล้มเหลว
หลักการถ่ายภาพต่างๆ ของกล้องจุลทรรศน์โลหะวิทยา
1. สนามสว่าง, สนามมืด
ฟิลด์สว่างเป็นวิธีพื้นฐานที่สุดในการสังเกตตัวอย่างด้วยกล้องจุลทรรศน์ และจะแสดงพื้นหลังสว่างในขอบเขตการมองเห็นของกล้องจุลทรรศน์ หลักการพื้นฐานคือเมื่อแหล่งกำเนิดแสงถูกฉายรังสีในแนวตั้งหรือเกือบเป็นแนวตั้งผ่านเลนส์ใกล้วัตถุไปยังพื้นผิวตัวอย่าง แสงจะสะท้อนกลับไปที่เลนส์ใกล้วัตถุโดยพื้นผิวตัวอย่างเพื่อสร้างภาพ
ความแตกต่างระหว่างวิธีการส่องสว่างของฟิลด์มืดและฟิลด์สว่างคือมีพื้นหลังสีเข้มในพื้นที่ฟิลด์กล้องจุลทรรศน์ และวิธีการส่องสว่างของฟิลด์สว่างคืออุบัติการณ์แนวตั้งหรือแนวตั้ง ในขณะที่วิธีการส่องสว่างของฟิลด์มืดจะผ่านแนวเฉียง ไฟส่องสว่างรอบเลนส์ใกล้วัตถุ ตัวอย่าง ตัวอย่างจะกระจายหรือสะท้อนแสงที่ฉายรังสี และแสงที่กระจัดกระจายหรือสะท้อนจากตัวอย่างจะเข้าสู่เลนส์ใกล้วัตถุเพื่อถ่ายภาพตัวอย่าง การสังเกตสนามมืดสามารถสังเกตผลึกขนาดเล็กที่ไม่มีสีหรือเส้นใยละเอียดสีอ่อนได้อย่างชัดเจน ซึ่งยากต่อการสังเกตในสนามสว่างในสนามมืด
2. แสงโพลาไรซ์ การรบกวน
แสงเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าชนิดหนึ่ง และคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเป็นคลื่นขวางชนิดหนึ่ง คลื่นตามขวางเท่านั้นที่มีปรากฏการณ์โพลาไรเซชัน มันถูกกำหนดให้เป็นแสงที่มีเวกเตอร์ไฟฟ้าสั่นในลักษณะคงที่ตามทิศทางของการแพร่กระจาย
สามารถตรวจจับโพลาไรเซชันของแสงได้ด้วยการตั้งค่าการทดลอง ใช้โพลาไรเซอร์ A และ B ที่เหมือนกันสองตัว ปล่อยให้แสงธรรมชาติส่องผ่านโพลาไรเซอร์ตัวแรก A ก่อน จากนั้นแสงธรรมชาติก็กลายเป็นแสงโพลาไรซ์เช่นกัน แต่จำเป็นต้องใช้โพลาไรเซอร์ B ตัวแรกเนื่องจากตามนุษย์ไม่สามารถแยกแยะได้ แก้ไขโพลาไรเซอร์ A วางโพลาไรเซอร์ B ในระดับเดียวกับ A หมุนโพลาไรเซอร์ B คุณจะพบว่าความเข้มของแสงที่ส่องผ่านจะเปลี่ยนเป็นระยะตามการหมุนของ B และความเข้มของแสงจะเปลี่ยนจากสูงสุดเป็น 90 องศา ต่อเทิร์น ค่อยๆ อ่อนลงจนมืดที่สุด จากนั้นหมุน 90 องศา ความเข้มของแสงจะค่อยๆ เพิ่มขึ้นจากที่มืดที่สุดไปสว่างที่สุด ดังนั้นโพลาไรเซอร์ A จึงเรียกว่าโพลาไรเซอร์ และโพลาไรเซอร์ B เรียกว่าตัววิเคราะห์
การแทรกสอดเป็นปรากฏการณ์ที่คลื่นสองคอลัมน์ (แสง) ที่เชื่อมโยงกันซ้อนทับกันในพื้นที่อันตรกิริยาเพื่อเพิ่มหรือลดความเข้มของแสง การแทรกสอดของแสงแบ่งออกเป็นการรบกวนแบบ double-slit และการรบกวนแบบฟิล์มบาง การรบกวนแบบสลิตสองช่องหมายความว่าแสงที่ปล่อยออกมาจากแหล่งกำเนิดแสงอิสระสองแห่งไม่ใช่แสงที่สอดคล้องกัน อุปกรณ์รบกวนช่องคู่ทำให้ลำแสงหนึ่งลำผ่านช่องคู่และกลายเป็นลำแสงสองลำที่เชื่อมโยงกัน ซึ่งสื่อสารกันบนจอรับแสงเพื่อสร้างขอบสัญญาณรบกวนที่เสถียร ในการทดลองสัญญาณรบกวนแบบสลิตคู่ เมื่อความแตกต่างของเส้นทางจากจุดหนึ่งบนจอรับแสงไปยังสลิตคู่นั้นมีค่าทวีคูณของความยาวครึ่งคลื่น จะเกิดขอบสว่างที่จุดนั้น เมื่อความแตกต่างของเส้นทางจากจุดหนึ่งบนจอรับแสงไปยังช่องสลิตคู่เป็นค่าคูณคี่ของครึ่งความยาวคลื่น ขอบสีเข้ม ณ จุดนี้คือการรบกวนช่องสลิตคู่ของ Young การแทรกสอดของฟิล์มบางเป็นปรากฏการณ์ของการแทรกสอดระหว่างลำแสงสองลำของแสงสะท้อน หลังจากที่ลำแสงถูกสะท้อนโดยพื้นผิวทั้งสองของฟิล์ม ซึ่งเรียกว่าการแทรกสอดของฟิล์มบาง ในการรบกวนของฟิล์มบาง ความแตกต่างของเส้นทางของแสงสะท้อนจากพื้นผิวด้านหน้าและด้านหลังถูกกำหนดโดยความหนาของฟิล์ม ดังนั้นขอบสว่างเดียวกัน (ขอบมืด) ควรปรากฏในตำแหน่งที่มีความหนาของฟิล์มเท่ากัน การรบกวนของฟิล์มบาง เนื่องจากความยาวคลื่นของแสงสั้นมาก เมื่อฟิล์มบางรบกวน ฟิล์มไดอิเล็กตริกควรบางพอที่จะสังเกตเห็นขอบของการรบกวน
3. DIC ความแตกต่างของสัญญาณรบกวนที่แตกต่างกัน
กล้องจุลทรรศน์โลหะ DIC ใช้หลักการของแสงโพลาไรซ์ กล้องจุลทรรศน์ DIC แบบส่องผ่านส่วนใหญ่มีส่วนประกอบทางแสงพิเศษสี่ส่วน: โพลาไรเซอร์, ปริซึม DIC I, ปริซึม DIC II และตัววิเคราะห์ โพลาไรเซอร์ถูกติดตั้งไว้ด้านหน้าระบบคอนเดนเซอร์โดยตรงเพื่อให้แสงโพลาไรซ์เป็นเส้นตรง มีการติดตั้งปริซึม DIC ไว้ในคอนเดนเซอร์ และปริซึมนี้สามารถแยกลำแสงออกเป็นสองลำแสง (x และ y) ที่มีทิศทางโพลาไรซ์ต่างกัน ซึ่งก่อตัวเป็นมุมเล็กๆ คอนเดนเซอร์จัดแนวลำแสงทั้งสองให้ขนานกับแกนลำแสงของกล้องจุลทรรศน์ ในขั้นต้นลำแสงทั้งสองมีเฟสเดียวกัน หลังจากผ่านพื้นที่ที่อยู่ติดกันของชิ้นงานทดสอบแล้ว เนื่องจากความแตกต่างของความหนาและดัชนีการหักเหของแสงของชิ้นงาน ลำแสงทั้งสองจึงมีความแตกต่างของเส้นทางแสง มีการติดตั้ง DIC prism II ที่ระนาบโฟกัสด้านหลังของเลนส์ใกล้วัตถุ ซึ่งรวมคลื่นแสงสองคลื่นเป็นหนึ่งเดียว ขณะนี้ระนาบโพลาไรซ์ (x และ y) ของลำแสงทั้งสองยังคงมีอยู่ ในที่สุดลำแสงจะผ่านอุปกรณ์โพลาไรซ์ตัวแรกคือเครื่องวิเคราะห์ ก่อนที่ลำแสงจะสร้างภาพ DIC ของช่องมองภาพ เครื่องวิเคราะห์จะทำมุมฉากกับทิศทางของโพลาไรเซอร์ เครื่องวิเคราะห์รวมลำแสงตั้งฉากสองลำเป็นลำแสงสองลำที่มีระนาบโพลาไรเซชันเดียวกัน ทำให้เกิดการรบกวนกัน ความแตกต่างของเส้นทางแสงระหว่างคลื่น x และ y กำหนดปริมาณแสงที่ส่งผ่าน เมื่อความแตกต่างของเส้นทางแสงคือ 0 จะไม่มีแสงผ่านเครื่องวิเคราะห์ เมื่อความแตกต่างของเส้นทางแสงเท่ากับครึ่งหนึ่งของความยาวคลื่น แสงที่ผ่านเข้ามาจะมีค่าสูงสุด ดังนั้นบนพื้นหลังสีเทา โครงสร้างของชิ้นงานจึงแสดงความแตกต่างระหว่างแสงและความมืด เพื่อให้ได้คอนทราสต์ของภาพที่ดีที่สุด ความแตกต่างของเส้นทางแสงสามารถเปลี่ยนแปลงได้โดยการปรับละเอียดตามยาวของ DIC prism II ซึ่งสามารถเปลี่ยนความสว่างของภาพได้ การปรับปริซึม DIC II สามารถทำให้โครงสร้างละเอียดของชิ้นงานแสดงภาพฉายในเชิงบวกหรือเชิงลบ โดยปกติแล้วด้านหนึ่งจะสว่างและอีกด้านหนึ่งมืด ซึ่งทำให้เกิดความรู้สึกสามมิติเทียมของชิ้นงาน
