Методы оптической металлографии

Метод светлого поля является наиболее распространенным методом исследования. Образцы рассматриваются в отраженном свете при прямом освещении объекта светом, проходящим через объектив. При этом в объектив попадают первый и центральный (нулевой) дифракционный максимум (рис.3.4).

Этот метод используется для исследования интерметаллических соединений, графитовых или неметаллических включений и других мелких частиц, которые могут присутствовать в образце (например, нитриды, карбонитриды, бориды). Некоторые мелкие включения, которые имеют по существу тот же коэффициент отражения, что и основной металл, могут наблюдаться в светлом поле, если они имеют большую разницу в контрастности и чистоте полировки, чем окружающий их металл.

Метод темного поля. В данном методе прямые лучи полностью устраняются из поля зрения и изображение формируется лишь дифрагированными лучами. Для этого объект освещается с помощью эпизеркала, расположенного вокруг оптической части объектива (эпиобъектив). Самосветящийся эффект, производимый темным полем, дает увеличение разрешения и видимости по сравнению со светлым полем. Темное поле собирает свет, который рассеян шероховатостью, трещинами, ямками травления. Метод дает хороший эффект в изучении зернистых структур. Но не все фазы хорошо видны в темном поле. Например, в технически чистой меди фаза окиси меди ярко светится в темном поле, а сульфит меди не виден. В светлом же поле обе фазы видны одинаково хорошо. Однако в целом метод темного поля улучшает контрастность изображения многих структур.

Дифференциально-интерференционный контраст (ДИК).

Наиболее популярный метод достижения контраста. Это сравнительно новый метод, который в последнее время привлекает внимание многих металловедов, называют еще методом Номарского. Принцип метода состоит в том, что луч плоскополяризованного света расщепляется призмой Волластона на два луча. Оба они проходят через объект очень близко друг к другу, однако достаточно далеко для глаза наблюдателя что создает эффект объемности за счет различий в интенсивностях освещенности деталей в конечном изображении. Два луча совмещаются второй призмой Волластона, расположенной в объективе. Анализатор завершает формирование изображения. Два луча имеют боковой сдвиг друг относительно друга, и направление сдвига воспринимается как направление подсветки изображения с одной стороны. Разность длин оптических путей двух лучей обычно устанавливается так, чтобы получился так называемый нулевой серый фон, на котором объект будет ограничен соответственно светлой или темной каймой. Однако, перенастроив микроскоп, можно добиться поворота тени на 180°. Поворот тени дает интересный эффект. Препарат, который сначала имел сходство с яичницей-глазуньей, после перенастройки приобретает вид пластинки с углублениями. Это необходимо учитывать, представляя фотографии, полученные этим методом. Аналогичный результат может получиться, если поворачивать отпечаток. Сильно передвинув призму Волластона, можно получить окрашенное изображение на приятном цветном фоне. Цвета снова относятся к отрицательной части интерференционной шкалы Ньютона для белого света.

Микроскопы, работающие в падающем свете, имеют лишь одну призму Волластона, которая служит одновременно для освещения и в качестве призмы объектива. В DIC-микроскопе скрещенные поляризаторы расположены по ходу лучей, так что любое двулучепреломляющее вещество в препарате при определенной ориентации будет ярко светиться. Кроме того, следует помнить, что направление тени может совпадать с направлением линейных структур в препарате и тогда они не дают нормальной ДИК открывает такие особенности поверхности, которые не видны в светлом поле, за счет улучшения контраста изображения и увеличения разрешающей способности

Поляризованный свет. Металлы и сплавы, имеющие некубическое кристаллическое строение атомов, хорошо исследуются при рассмотрении в скрещенных поляроидах. (Например, бериллий, кадмий, магний, титан, цинк, цирконий). Однако многие металлы имеют кубическое строение . Поэтому данный метод имеет ограниченное применение в металлографии. Но некоторые вторичные фазы в таких металлах могут иметь некубическое строение и таким образом, хорошо реагировать на поляризованный свет. (шаровидный графит в ковком чугуне именно такая фаза).