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反射式偏振光显微镜在金相分析中的应用

拓普思实验室系统 2020-05-01

反射式偏振光显微镜在金相分析中的应用

 

在偏振光下研究金相组织,一般只需抛光而不需侵蚀便可获得清晰,真实的组织。下面列举其应用:

1、组织与晶粒的显示

各向异性的多晶体,其晶粒在正交偏振光下可看到不同亮度。亮度不同表征晶粒位向的差别。具有相同亮度的两个晶粒,有相同的位向。

2、多相合金的相分析

两相合金中一相为各向同性,另一相为各向异性,极易由偏振光鉴别。

两相均为各向同性。经适当的化学侵蚀后,使一相被侵蚀后具有光学各向异性,而对另一相不发生侵蚀作用。

3、非金属夹杂物鉴别

在正交偏振光下透明加杂物将有不同的反射规律。

① 各向同性不透明夹杂物反射光仍为线偏振光。正交偏振光下呈黑暗一片,转动载物台一周无明暗变化。如FeO夹杂即属此类。

② 各向异性不透明夹杂物在线偏振光照射下将发生振动面的旋转,使反射偏振光检偏镜改变正交位置,部分光线可通过检偏镜。转动载物台一周观察到四次明亮,四次消光。如钢中FeS夹杂可观察到这一现象。

③ 各向同性透明夹杂物在正交偏振光下可观察到与暗视场相同的颜色(体色)。如MnO,具有各向同性,正交偏振光下与暗场下观察到相同的颜色—绿色。

④ 各向异性透明夹杂物在正交偏振光下可观察到包括体色和表色组成的色彩。如钛铁矿(FeO·TiO2),三角晶系,各向异性,暗场下薄层时透明,呈玫瑰色或褐色等。偏光下呈闪耀明亮的玫瑰色。

⑤ 透明球形夹杂物除可显示透明度及色彩外,还可看到黑十字效应及等色环。如球状玻璃质的SiO2夹杂。

4、范性变形,择优取向及晶粒位向的确定

如果多晶体金属受外界条件的影响,晶粒以一定位向排列起来,例如范性变形后,或范性变形再结晶后晶粒的择优取向(即变形织构或再结晶织构),由于多晶体位向的一致排列,在同一金属磨面上将有一致的光轴位向,因此,正交偏振光下整个视阈内明暗程度应趋于一致,近于单晶体的偏振效果。或整个视阈明亮,或整个视阈黑暗。

变形铝合金、铸造铝合金在检验金相组织时用通常的混合酸(Keller′s试剂)很难显露晶粒边界,同时,在明场条件下观察,组织衬度也不好。通常可以借助深腐蚀或阳极复膜后,在偏振光条件下观察,可以很好地分辨组织、提高衬度。

其中,阳极复膜是效果不错的手段。阳极复膜即是电解阳极化处理,是研究各向同性金属晶粒大小的一个重要方法,是利用氧化膜的各向异性而可以在偏振光下研究各向同性金属。因此,凡是金属的氧化物或硫化物属于非立方晶系的,都可以利用这一方法。铝的氧化物属于六方晶系,常采用电解阳极化处理来观察组织的晶粒度大小。

 图1  偏光观察

 

图2  偏光+波片观察

 

特别需要说明一点的是:在实际观察操作时,有一点需要特别注意,即,采用数码相机采集图像时,在使用波片的情况下,复膜后的图像色彩的丰富、明艳程度,必须以显示器上观察到的实际采集效果为准,不可仅仅在显微镜目镜中观察、判断,切记!因为,图片的情况还与感光元件CCD靶面的白平衡、感光敏感性有关。