Page 49 - 理化检验-物理分册2019年第五期

李 慧, 等: 使用数码金相显微镜拍摄高质量金相照片的技术要点

子显微镜景深小得多, 并且放大倍数越大, 景深越
１ 数码金相显微镜的优点
小.试样磨制后表面都有微小的不平整.如果试样
数码金相显微镜主要由金相显微镜、 摄像头、 电 表面观察区域的高低之差超过了显微镜的景深, 就
脑、 图像采集卡组成, 其使用专门的软件进行参数设 会使得金相照片上一部分区域清晰, 另一部分区域
置和数据采集, 最终形成金相图像.也可以将金相 模糊; 调节焦距后, 情况反过来, 原来清楚的区域变
图像投射到大屏幕上, 供多人观察与分析, 实现金相 模糊, 而模糊的区域变清晰了, 即整个视野不能同时
分析的多媒体教学.数码金相显微镜没有传统的金 被聚焦, 如图 １ 所示.
相暗室, 不需要进行冲洗底片、 印制照片等一系列繁
琐工作, 还能够存储大量的金相图像, 随时都能打印
成照片, 实现了从金相照片的拍摄、 保存、 查询、 输出
打印、 建立数字档案的全套过程自动化.还可以通
过金相分析软件对金相照片进行专业分析, 例如: 第
二相面积含量测定、 平均晶粒度评级、 非金属夹杂物
评级、 石墨球化率评级、 颗粒度分析、 渗碳层深度测
定、 脱碳层深度测定等.从拍摄金相照片到完成检 图 １ 试样观察面不平的金相照片
测报告只需几分钟即可完成 [ １Ｇ４ ] . Fi g 敭１ Metallo g ra p hic p hoto g ra p hofunevensam p le
observationsurface
２ 影响金相照片质量的因素
可以通过以下方法进行改进: ① 改进磨制的手
原材料本身质量、 试样制备质量、 拍摄技巧和设 法, 用力均匀, 使试样观察面尽量趋于平整; ② 改用
备参数等几方面的因素都将影响到金相照 片的质 低的放大倍数观察拍摄, 因为倍数降低则景深增大;

量, 下面就从这几方面分别进行介绍. ③ 从试样整个观察面来讲, 试样的中心要比边缘更
２．１ 原材料本身质量的影响 平整, 边缘容易出现高低不平, 所以尽量观察试样的
２．１．１ 疏松孔洞 中心部分; ④ 如果必须观察试样边缘, 比如镀层试
铸件中经常有疏松、 孔洞等铸造缺陷, 常见于试 样、 渗碳试样等, 则需要对试样进行镶嵌.对温度及
验室里自行熔炼浇铸的工件中, 试样浸蚀后, 孔洞周 压力极敏感的材料, 以及微裂纹的试样, 应采用冷镶
围容易出现模糊水迹, 这种情况可以采用真空镶嵌 嵌, 在室温下固化, 这样才不会引起试样组织的变

技术加以改进, 真空镶嵌材料能把孔洞填平. 化.除此之外的材料, 采用热镶嵌和冷镶嵌都可以.
２．１．２ 成分偏析 冷镶嵌的优点是不需要专门的设备, 方便快捷.热
由于成分偏析导致合金中各组成元素在结晶时 镶嵌需要在镶嵌机中, 在加压、 加热状态下进行.镶
分布不均匀, 致使各部分组织耐腐蚀程度不一致, 同 嵌后的试样边缘受到保护, 使整个试样表面较为平
一个视野里会出现浅色区域和深色区域.这种情况 整; ⑤ 试样的观察面较小时, 磨制过程中不易拿稳,
可以通过数码图像处理软件中的图像均匀化功能加 极易出现弧度, 也需要对试样进行镶嵌.
以改善. ２．２．３ 腐蚀坑
２．２ 试样制备质量的影响 试样浸蚀后没有及时、 彻底地冲洗干净, 会导致
２．２．１ 划痕 试样表面出现腐蚀坑, 如图 ２ 所示.如果腐蚀坑较
出现划痕的原因是磨制或抛光不彻底.划痕是 浅, 需要重新抛光和浸蚀, 并且及时、 彻底地清洗试
试样磨制过程中, 还没有完全消除上一道砂纸的磨 样表面, 之后用吹风机吹干试样; 如果腐蚀坑较深,
痕, 就过早地进行了下一道砂纸的磨制, 遗留了部分 则需要先用细砂纸重新磨制后再进行抛光和浸蚀.
划痕; 或者是抛光不彻底, 没有完全消除磨痕, 就进 ２．２．４ 浸蚀过浅
行了浸蚀.可以视划痕的深浅程度, 选择重新磨制 浸蚀的本质是一个化学溶解过程, 晶界和相界
或抛光. 处由于原子排列混乱、 缺陷多、 能量较高, 优先被腐
２．２．２ 试样观察面不平 蚀, 产生凹陷的沟槽, 显微组织就被显现出来.如果
由于金相显微镜的照明源是可见光, 所以比电 浸蚀时间短、 浸蚀剂浓度低或者浸蚀温度低, 显微组
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