Металлографический микроскоп: его компоненты и работа устройства

Металлографический микроскоп позволяет провести микроанализ структуры металлов и сплавов в любом их состоянии. Полученные данные применяются для контроля качества, например, так можно определить значение свойства прокаливания стали.

Отличие данного микроскопа от других, например, биологических, в воздействии света на объект. Металлографический микроскоп использует отраженный свет, а биологический - проходящий.

Системы микроскопа 

Это сложное устройство, состоящее из трёх систем, каждую из которых разберём ниже.

Системы микроскопа:

• Оптическая.
• Осветительная.
• Механическая.

Осветительная система

Она состоит из следующих частей:

• Диафрагма (ей можно менять яркость освещения и ограничивать сечение светового луча);
• Линзы (уменьшают рассеивание света, воздействуя на его лучи, и улучшают четкость изображения);
• Конденсор (система из линз, служит для сбора лучей света и их направления);
• Лампа накаливания (служит источником света);
• Фильтры (как и линзы, улучшают четкость изображения, но только за счёт того, что убирают определённую волну лучей света).

Механическая система

Это само «тело» микроскопа, состоящее из следующих частей:

• Металлический корпус (служит защитой, находящихся в нем компонентов, от внешних воздействий);
• Тубус (служит соединительной частью объектива и линз окуляра);
• Винты (служат для крепления всех частей механизма);
• Предметный столик (плоскость небольшого размера, на которую кладут изучаемый объект).

Оптическая система

От качества этой системы в основном зависят результаты проводимого исследования. Она состоит из следующих компонентов:

• Призма (нужна для преломления лучей света);
• Зеркало (служит для фокусировки лучей света на исследуемый объект);
• Окуляр (через него смотрят на изучаемый объект);
• Трубчатый объектив (в связке с окуляром служит для многократного увеличения просматриваемый поверхности объекта изучения);
• Фотокамера (служит для фотофиксации полученных результатов).  

Виды

Прежде всего металлографические микроскопы бывают стационарные, которые устанавливаются непосредственно в лаборатории, и портативные.

Далее различают микроскопы по методу исследования:

• Инспекционный (нужен для изучения элементов в отрасли микроэлектроники, цифровых чипов, микроплат и т.д.);
• Прямой (в наличии высокомощная оптика, а конструкция микроскопа позволяет изучить объект с разных сторон);
• Инвертированный (так называемый «обратный» микроскоп. В нем отсутствует предметный столик, вместо которого объект находится на стеклянном дне, тем самым изучение проходит его нижней стороны. В наличии такой микроскоп имеет несколько современных модификаций).

По используемой оптической системе:

• Монокулярный (установлен один объектив);
• Бинокулярный (установлены два объектива);
• Тринокулярный (установлены три объектива);
• Цифровой (с помощью компьютерной программы изображение транслируется на монитор).

Отличия между прямым микроскопом и инвертированным

Определив материал и род исследований, а также необходимое максимальное увеличение, вы поймёте, какой будет нужен микроскоп. Прямой микроскоп привычен в использовании и обладает самым максимальным увеличением. Однако при рассмотрении больших объектов или находящихся в лабораторной посуде появляются некоторые сложности. К тому же нередко линзу можно повредить об объект исследования или же она может испортиться от выделяемых химических испарений. У инвертированных микроскопов нет вышеуказанных проблем, можно проводить анализ образцов даже превышающих 1 килограмм, однако кратность увеличения у них намного ограничена, чем у прямых, а дополнительная комплектация стоит дороже.

Цифровой микроскоп

Такие микроскопы передают точное изображение объекта в цифровом виде. Принцип работы заключается в использовании не световых лучей, а электронного. 

Существует два типа цифровых микроскопов: просвечивающий и сканирующий.

Просвечивающий микроскоп обладает самым сильным увеличением. Настолько сильным, что можно рассмотреть даже отдельные атомы объекта. Сильное увеличение связано с небольшой длиной луча. Из недостатков можно отметить большие габариты устройств и, чтобы просмотреть объект, он должен быть очень тонким (для примера, чтобы увидеть структуру человеческого волоса, придётся разрезать его вдоль около пятидесяти раз).

Сканирующий микроскопом тоже обладает сильным увлечением, в пятьсот раз превышающее у оптических микроскопов. В основном для исследования поверхности предметов применяется этот тип. Его большая глубина резкости позволяет рассматривать большие объекты без искажений, которое возникает у оптических микроскопов из-за эффекта схождения.

В отрасли микроэлектроники цифровой микроскоп незаменимая вещь, поскольку наличие инфракрасного излучения помогает просмотреть несколько слоев объекта, без нарушения его целостности.

Цифровые микроскопы постепенно модифицируются. Им всё меньше нужно использовать источников света, чтобы рассмотреть мельчайшие детали. Однако они не лишены недостатков. Первым из них является высокая цена на изделие и его комплектующие. Для цифровых микроскопов необходим компьютер, монитор, нужное программное обеспечение и программа, транслирующая информация, получаемую от микроскопа. 

Сферы применения металлографического микроскопа

Металлографический микроскоп нужен в отраслях, где необходимо проводить анализ металлов. С его помощью можно изучить структуру металла и его свойства, обнаружить инородные частицы и объекты, провести сравнительный анализ, оценить особенности сплава и т.д. Из-за этого металлографический микроскоп получил своё неформальное название: металлургический или промышленный. 

Отрасли применения металлографического микроскопа:

• Металлургическая отрасль.
• Машиностроительный комплекс.
• Микроэлектроника.
• Криминалистическая лаборатория.
• Геология и исследование минералов.
• Научно-исследовательские лаборатории.

Широкое распространение получили портативные микроскопы, так как их можно использовать уже на местонахождении объекта исследования. Не меньше всего в работе используются цифровые микроскопы, так как они позволяют тратить меньше времени на документирование полученных данных и могут передавать их на хранение сразу на сервер или автономный жёсткий диск-накопитель. Более того такие микроскопы автоматизированы и имеют более высокую рабочую производительность.

Принцип работы микроскопа

Лабораторные микроскопы - устройства, со сложной окулярной системой, и перед тем как начать пользоваться металлографическим микроскопом важно изучить принцип его работы. Это позволит продлить срок эксплуатации и получать достоверные сведения в процессе проведения анализа. 

Объектами исследования являются только металлы. Образец предварительно подвергается микрошлифу. Без данной подготовки невозможно провести микроанализ. Объект помещается на предметный столик отшлифованной стороной по направлению к объективу. Подбирается необходимый объектив. После его установки микроскоп подключают к электрической сети. Во время работы регулируют освещение, подбирая необходимую яркость. Фиксирующими винтами подбирается высота предметного столика до приемлемой фокусировки. Весь процесс контролирует специалист, проводящий исследование. После подбора всех компонентов для создания комфортного изображения, не напрягающего глаза, начинается процесс исследования.

Работа с микроскопом делится на несколько этапов. Первый этап - нужно выявить структуру объекта. Для этого проводится изучение не травленной поверхности шлифа и его травленной поверхности. Исходя из природы добычи металла, это необходимо, чтобы выявить неметаллические объекты на его поверхности, например, графит, и различные шероховатости, деформации и т.д. На травленую поверхность шлифа наносится химически активное вещество. Главное, чтобы металл был отшлифован правильно, так как обработка объекта влияет на достоверность исследования не менее чем оборудование, которое используется для его проведения и сам процесс. Микрошлиф достигается с помощью полировки металла или его травления. Травление - химический процесс. Для этого применяется раствор азотной кислоты, составляющий 5% и смешанный с этиловым спиртом.

Второй этап - изучить параметры световых лучей, которые отражаются от исследуемого объекта. В этом и есть основной принцип его работы. Сейчас большинство результатов исследований фотографируют. Но так как металл плохо отражает свет, то нужен его дополнительный источник. Для этого применяются следующие методы:

• Метод светлого поля.
• Метод тёмного поля.
• Метод поляризации для получения анизотропии - преломления двух лучей света.
• Интерференционная микроскопия - разложение света на несколько лучевых пучков.

• Как правильно выбрать металлографический микроскоп

При выборе микроскопа особое внимание нужно уделить качеству окуляра и объектива, так как на них возложена основная работа анализа.

Обратите внимание на эти характеристики:

• Значение числовой апертуры - при его большом значении можно увидеть больше деталей объекта, так как оно влияет на количество света попадающего на объектив.
• Рабочее расстояние - дистанция между объектом исследования и объективом. Если планируете изучать большие объекты, то необходимо большое рабочее расстояние, чтобы предмет мог поместиться между микроскопом и предметным столиком.
• Кратность увеличения - необходимо подбирать оптимальные параметры этого значения, чтобы не испортить четкость изображения.
• Фокусное расстояние - его значение влияет на качество видимости объекта в микроскоп.

Специалистам важно получить точные и правильные результаты исследований, поэтому они полагаются только на хорошие и качественные микроскопы, оснащённые отличной оптикой и нужным увеличением. Существует множество фирм, готовые поставлять качественные металлографические микроскопы для научно-исследовательских лабораторий и металлургических цехов, но гарантировать качество могут только производители, зарекомендовавшие себя на рынке лабораторного оборудования. Хорошие производители сотрудничают только с качественными поставщиками и магазинами. И таковым является ТД «Лабор».

ТД «Лабор» предлагает лабораторное оборудование, которое прошло сертификацию и соответствует необходимым ГОСТам. Мы работаем с компаниями, чьи изделия состоят из экологически чистых компонентов, практичны, безопасны и удобны в использовании, гарантируют долгий срок эксплуатации и надёжную противоударную и химическую защиту. 

У нас широкий ассортимент лабораторного оборудования и его комплектующих. На официальном сайте компании удобная навигация по систематизированным блокам нашего каталога, с помощью которого вы легко найдёте нужную вещь, ничего не пропустив. Если же вы не знаете какое оборудование вам подходит, наши специалисты предоставят консультацию и подберут необходимое оснащение для вашего комплекса, исходя из характера проводимых исследований, его целей и поставленных задач вплоть до создания детального плана со всеми проходящими коммуникациями и месторасположением оборудования. Помимо этого мы предлагаем услуги по ремонту и строительству лабораторных помещений.

Также вы можете оформить заказ по телефону 8 (812) 509-60-85 или через специальную форму обратного звонка. После очень простого оформления с вами свяжутся наши менеджеры, чтобы уточнить все детали заказа, способа получения и желаемое время доставки. 

Запомните, что выбирая ТД «Лабор», вы выбираете качество и достоверность результатов проведённых исследований.