实验一 普通光学金相显微镜的构造及使用.doc

实验一 普通光学金相显微镜的构造及使用 实验二 金相样品制备的一般方法 实验目的： 1、了解普通光学显微镜的构造，各主要部件及元件的效用。 2、掌握正确的使用操作规程及维护方法。 3、掌握金相样品制备的一般方法（机械抛光和化学浸蚀）。 4、了解金相样品制备的其他方法。 实验原理 正常人眼看物体时，最适宜的距离大约在250mm左右，这个距离称为“明视距离”，此时能分辨的最小距离约为0.15~0.30mm。 显微镜通过物镜及目镜两次放大而得到倍数较高的放大像，下图为它的放大原理图。 显微镜的基本构造：光学系统、照明系统、机械系统。 显微镜二级放大原理 ：放大倍数为 显微组织的显示（浸蚀）----原理： 1）单相合金的浸蚀单相合金（包括纯金属）的组织是由不同晶粒组成的。各个晶粒的位向不同，存在着晶粒间界。一般晶界处的电极电位和晶粒内的不同，而且具有较大的化学不稳定性。因此在和化学试剂作用时，溶解得比较快，不同位向的晶粒，溶解程度也不同。在晶界处凹下去，光线被反射向斜方向而不进入目镜，呈现黑色。晶粒内也因表面倾斜程度不同有深浅不同。 2）二相合金的浸蚀 二相合金的浸蚀是由于化学成分不同、结构不同、因而电化学性质不同、电极电位也不同的相组成了微电池，具有较高负电位的相成为阳极，溶解得快，逐渐凹下去；具有较高正电位的相则成为阴极，一般不易溶解，基本上保持原有平面（凸出，光亮色）。作为阳极的相如果表面（凹下去）本身又不平滑，则在显微镜下呈现暗黑色。 实验内容、步骤及设备 内容： 1、认真观察和识别实验用金像显微镜的外形结构；各类元件和部件的效用和外貌特征和标志。 2、练习显微镜的操作规程。正确选用物镜和目镜的匹配。光阑的调节、放大倍数的计算、目镜测微尺的使用、调焦的操作、维护的要点。垂直照明器的选用、滤色片的选用、暗场的使用等。 3、参观其他类型的显微镜。 4、观察和识别实验用显微镜的外形结构；各类元件和部件的效用和外貌特征和标志。 5、练习显微镜的操作规程。正确选用物镜和目镜的匹配、光阑的调节、放大倍数的计算、调焦操作、维护要点。 6、参观其它类型的金相显微镜。 7、用机械抛光和化学浸蚀法制备金相样品一块。 8、观察试样的显微组织并绘制组织图 （F50毫米圆形，图下标注材料名称、热处理规程、总放大倍数、浸蚀剂、样品组织等项）。 步骤： 样品的磨光：每人领取已截取并磨平的碳钢式样一块，本实验采取湿磨法在金相样品预磨机上磨平。 样品的抛光：磨光后的样品表面仍留有细的砂纸磨痕，还不能有效的观察侵蚀后的组织，因此必须将砂纸磨痕完全抛去，是表面达到光亮如镜的光洁度，才能满足显微镜观察的要求。抛光后的表面再200倍显微镜的观察下应基本上没有磨痕和磨坑。本实验采取机械磨法，在专用的金相样品抛光机上进行。 显微组织的显示：采用化学侵蚀法，用竹夹子夹脱脂棉蘸侵蚀液在样品表面由上向下擦拭，当光亮镜面成灰白色，立即用水清洗，并用酒精擦洗后经吸水纸吸干。操作过程要迅速利落，以防带水样品表面在空气中氧化。严禁用手摸擦表面，以免皮肤受到伤害。 显微组织的观察与记录：制备好的样品用显微镜在100~400倍不同放大倍数下观察组织，体会放大倍数不同对组织观察和景深的影响，绘制组织特征图，规格为直径为50mm的圆形（图下标注材料名称、热处理规程、总放大倍数、浸蚀剂、样品组织等项）。 设备及药品：金相显微镜一台、碳钢式样一块、金相样品预磨机、金相样品抛光机、侵蚀剂、酒精、玻璃器皿、竹夹子、脱脂棉、滤纸等。 实验结果及分析 分析： 45号钢的组成晶相是铁素体和珠光体。珠光体是由低温铁素体和渗碳体组成的两相混合物。铁素体又分低温铁素体和高温铁素体。样品经退火热处理过程，磨光，抛光，显微组织显示后，在400×的显微镜下能观察到黑白图像。单相合金的组织是由不同晶粒组成的。各个晶粒的位相不同，存在着晶粒间界。一般间界处的电极电位和晶粒内的不同，而且具有较大的化学不稳定性。因此在和化学剂作用时，溶解的比较快，不同位向的晶粒，溶解程度也不同。在晶界出凹下去，光线被反射向斜方向而不进入目镜，呈现黑色。晶粒内也因表面倾斜程度不同有深浅不同。 在制备样品的过程中，由于抛光不彻底导致样品表面有划痕，浸蚀过轻或过重，样品不干净，都会对实验结果造成影响，在实验过程中应该注意这些问题。 总结 思考题： 几何光学的主要定律是什么？ 光的直线传播定律：光在各向同性的均匀介质中沿直线传播。 光的独立传播定律：以不同的途径传播的光同时在空间某点通过时，彼此互不影响，而在各路光相遇处，其光强度是简单地相加，总是增强的。 光的反射定律：