مقدمة في مجال تطبيق المجهر الميتالوغرافي
فحص المعادن للمعادن الحديدية، فحص المعادن للمعادن غير الحديدية، فحص المعادن للمساحيق المعدنية، تحديد الأنسجة وتقييمها بعد المعالجة السطحية للمواد.
اختيار المواد: هناك تطابق معين بين البنية المجهرية وأداء المادة، وعلى أساسه يمكن اختيار المادة المناسبة.
الفحص: فحص المواد الخام وفحص العملية.
فحص العينات: تجري عملية تصنيع المنتج فحصًا ميتالوغرافيًا على المنتجات شبه النهائية للتأكد من أن البنية الدقيقة للمنتج تلبي متطلبات المعالجة للعملية التالية.
تقييم العملية: الحكم وتحديد مؤهلات عملية المنتج.
التقييم أثناء الخدمة: توفير أساس للأداء والموثوقية وعمر الخدمة للأجزاء أثناء الخدمة.
تحليل الفشل: العثور على عيوب العملية والمواد، وذلك لتوفير أساس التحليل الكلي والجزئي لتحليل الفشل.
مبادئ التصوير المختلفة للمجهر الميتالوغرافي
1. حقل مشرق، حقل مظلم
يعد المجال الساطع الطريقة الأساسية لمراقبة العينات باستخدام المجهر، ويقدم خلفية مشرقة في مجال رؤية المجهر. المبدأ الأساسي هو أنه عندما يتم تشعيع مصدر الضوء عموديًا أو عموديًا تقريبًا من خلال العدسة الشيئية إلى سطح العينة، فإنه ينعكس مرة أخرى إلى العدسة الشيئية بواسطة سطح العينة لتكوين صورة.
الفرق بين طريقة إضاءة المجال المظلم والمجال الساطع هو أن هناك خلفية داكنة في منطقة مجال المجهر، وطريقة إضاءة المجال الساطع تكون عمودية أو عمودية، بينما طريقة إضاءة المجال المظلم تكون من خلال المائل الإضاءة حول العدسة الموضوعية. العينة، سوف تبعثر العينة أو تعكس الضوء المشعع، ويدخل الضوء المبعثر أو المنعكس بواسطة العينة إلى العدسة الموضوعية لتصوير العينة. يمكن لمراقبة المجال المظلم أن تلاحظ بوضوح البلورات عديمة اللون والصغيرة أو الألياف الدقيقة ذات الألوان الفاتحة التي يصعب ملاحظتها في المجال الساطع في المجال المظلم.
2. الضوء المستقطب، والتداخل
الضوء هو نوع من الموجات الكهرومغناطيسية، والموجة الكهرومغناطيسية هي نوع من الموجات المستعرضة، والموجة المستعرضة فقط هي التي لها ظاهرة الاستقطاب. يتم تعريفه على أنه الضوء الذي يهتز ناقله الكهربائي بطريقة ثابتة بالنسبة لاتجاه الانتشار.
يمكن اكتشاف استقطاب الضوء بمساعدة الأجهزة التجريبية. خذ مستقطبين متطابقين A وB، واترك الضوء الطبيعي يمر عبر المستقطب الأول A أولاً، ثم يصبح الضوء الطبيعي أيضًا ضوءًا مستقطبًا، ولكن المستقطب الثاني B ضروري لأن العين البشرية لا تستطيع تمييزه. ثبت المستقطب A، ضع المستقطب B على نفس مستوى A، وأدر المستقطب B، ويمكنك أن تجد أن شدة الضوء المنقول تتغير بشكل دوري مع دوران B، وستتغير شدة الضوء تدريجيًا من الحد الأقصى إلى الحد الأقصى كل دوران 90 درجة. تضعف إلى أحلك، ثم تتحول إلى 90 درجة، ستزداد شدة الضوء تدريجيًا من أحلك إلى ألمع، لذلك يُسمى المستقطب A بالمستقطب، ويسمى المستقطب B بالمحلل.
التداخل هو ظاهرة يتم فيها تراكب عمودين من الموجات المتماسكة (الضوء) في منطقة التفاعل لزيادة أو تقليل شدة الضوء. ينقسم تداخل الضوء بشكل أساسي إلى تداخل الشق المزدوج وتداخل الأغشية الرقيقة. ويعني التداخل ذو الشق المزدوج أن الضوء المنبعث من مصدرين ضوئيين مستقلين ليس ضوءًا متماسكًا. جهاز التداخل ذو الشق المزدوج يجعل شعاعًا واحدًا من الضوء يمر عبر الشق المزدوج ويتحول إلى شعاعين من الضوء المتماسك، اللذين يتواصلان على شاشة الضوء لتكوين هامش تداخل مستقر. في تجربة التداخل ذي الشق المزدوج، عندما يكون اختلاف المسار من نقطة على شاشة الضوء إلى الشق المزدوج مضاعفًا لنصف الطول الموجي، تظهر أطراف مشرقة عند النقطة؛ عندما يكون اختلاف المسار من نقطة على شاشة الضوء إلى الشق المزدوج مضاعفًا فرديًا لنصف الطول الموجي، فإن الحافة المظلمة عند هذه النقطة هي تداخل الشق المزدوج ليونج. تداخل الأغشية الرقيقة هو ظاهرة التداخل بين شعاعين من الضوء المنعكس بعد انعكاس شعاع الضوء على سطحي الفيلم، وهو ما يسمى تداخل الأغشية الرقيقة. في تداخل الأغشية الرقيقة، يتم تحديد اختلاف مسار الضوء المنعكس من الأسطح الأمامية والخلفية بسمك الفيلم، لذا يجب أن تظهر نفس الهدبة المضيئة (الهداية الداكنة) في المكان الذي يكون فيه سمك الفيلم متساويًا تدخل الأغشية الرقيقة. نظرًا لأن الطول الموجي للضوء قصير للغاية، فعندما تتداخل الأغشية الرقيقة، يجب أن يكون الفيلم العازل رقيقًا بدرجة كافية لمراقبة أطراف التداخل.
3. التداخل التفاضلي على النقيض من مدينة دبي للإنترنت
يستخدم المجهر الميتالوجرافي DIC مبدأ الضوء المستقطب. يحتوي مجهر ناقل الحركة DIC بشكل أساسي على أربعة مكونات بصرية خاصة: المستقطب ومنشور DIC I ومنشور DIC II والمحلل. يتم تثبيت المستقطبات مباشرة أمام نظام المكثف لاستقطاب الضوء خطيًا. يتم تثبيت منشور DIC في المكثف، ويمكن لهذا المنشور أن يتحلل شعاع الضوء إلى شعاعين من الضوء (x و y) مع اتجاهات استقطاب مختلفة، والتي تشكل زاوية صغيرة. يقوم المكثف بمحاذاة شعاعي الضوء الموازيين للمحور البصري للمجهر. في البداية، يكون لشعاعي الضوء نفس المرحلة. بعد المرور عبر المنطقة المجاورة للعينة، بسبب الاختلاف في سمك العينة ومعامل انكسارها، يكون لشعاعي الضوء اختلاف في المسار البصري. يتم تثبيت منشور DIC II في المستوى البؤري الخلفي للعدسة الموضوعية، والذي يجمع بين موجتي الضوء في موجة واحدة. في هذا الوقت، لا تزال مستويات الاستقطاب (x و y) لشعاعي الضوء موجودة. يمر الشعاع الأخير عبر جهاز الاستقطاب الأول، وهو المحلل. قبل أن يشكل الشعاع صورة DIC للعدسة العينية، يكون المحلل في زوايا قائمة لاتجاه المستقطب. يجمع المحلل بين شعاعين متعامدين من الضوء في شعاعين لهما نفس مستوى الاستقطاب، مما يؤدي إلى تداخلهما. يحدد اختلاف المسار البصري بين موجتي x وy مقدار الضوء المنقول. عندما يكون فرق المسار البصري 0، لا يمر أي ضوء عبر المحلل؛ عندما يكون فرق المسار البصري يساوي نصف الطول الموجي، يصل الضوء المار عبره إلى القيمة القصوى. لذلك، على الخلفية الرمادية، هيكل العينة يمثل الفرق بين الضوء والظلام. من أجل تحقيق أفضل تباين للصورة، يمكن تغيير اختلاف المسار البصري عن طريق ضبط الضبط الطولي لمنشور DIC II، والذي يمكنه تغيير سطوع الصورة. ضبط منشور DIC II يمكن أن يجعل الهيكل الدقيق للعينة يقدم صورة إسقاط إيجابية أو سلبية، وعادة ما يكون أحد الجانبين ساطعًا والجانب الآخر داكنًا، مما يسبب الإحساس الاصطناعي ثلاثي الأبعاد للعينة.
