Для исследования микроструктуры металлов используются металлографические микроскопы. Металлографический микроскоп позволяет рассматривать непрозрачные тела в отраженном свете. В этом основное его отличие от биологического микроскопа.
По расположению оптических систем и устройств различают вертикальные и горизонтальные. Вертикальные микроскопы МИМ–6 и МИМ–7 при визуальном наблюдении дают увеличение 60–1440 раз, что позволяет изучать детали структуры с минимальным размером 0,2 мкм. Горизонтальные микроскопы МИМ–8 обеспечивают увеличение до 1350 раз при визуальном наблюдении и до 2000 раз – при фотографировании.
Изображение предмета увеличивается в микроскопе дважды: в объективе и окуляре. Поэтому общее увеличение микроскопа Nn равно произведению увеличения объектива nоб на увеличение окуляра nок
. (4.1.1)
Главное увеличение или максимально полезное увеличение микроскопа обеспечивается объективом. Оно определяется разрешающей способностью объектива. Разрешающая способность объектива − минимальное расстояние, на котором две близлежащие точки ещё видны отдельно.
|
|
Окуляры предназначены для увеличения изображения, полученного объективом, а также для исправления оптических недостатков объективов.
Рис. 4.1.3. Микроскоп МИМ–7:
1 – фонарь осветителя, 2 – нижний корпус микроскопа с фотокамерой, 3 – верхний корпус
микроскопа, 4 – визуальный тубус, 5 – осветительный тубус, 6 – предметный столик,
7 – микрометрический винт, 8 – макрометрический винт для вертикального перемещения
предметного столика, 9 – стопорное устройство для макровинта, 10 – винты для перемещения предметного столика в двух взаимно перпендикулярных направлениях;
Микроскоп МИМ–7 (рис. 4.1.3) состоит из осветителя 1, нижнего корпуса с фотокамерой 2, верхнего корпуса 3, визуального тубуса 4, осветительного тубуса 5, предметного столика 6.
Осветительная лампа 1 питается через трансформатор, понижающий напряжение в пределах 6−18,5 В. Секционный переключатель служит для изменения напряжения на зажимах лампы. Контроль за режимом работы лампы ведётся по вольтметру.
Справа в корпусе выведен винт микроскопической фокусировки микроскопа на объект 8. На верхнем корпусе укреплён визуальный тубус 4, который при визуальном наблюдении вдвигается в корпус до упора, при фотографировании выдвигается до отказа и осветительный тубус 5, в верхнем срезе которого в посадочное отверстие вставляется объектив.
Предметный квадратный столик перемещается в горизонтальной плоскости в двух взаимно перпендикулярных направлениях вращением рукояток 10.
Рабочая высота предметного столика устанавливается совмещением рисок на кронштейне и на корпусе вращением рукоятки механизма грубой наводки на резкость 8. Для фиксации выбранного положения предметного столика служит рукоятка 9.
|
|
Оптическая схема металлографического микроскопа показана на рис. 4.1.4. Лучи от осветителя 1, преломляясь призмой 2, проходят через объектив 3, отражаются от микрошлифа 4, вновь проходят через объектив 3, преломляются призмой 5 и через окуляр 6 попадают в глаз наблюдателя.
Рис. 4.1.4. Оптическая схема металлографического микроскопа МИМ-7
Конструкция оптических микроскопов включает в себя устройства, позволяющие выполнять измерения размеров объекта, − объекта-микрометр и окуляр-микрометр.
Объекта-микрометр – пластина, на которую нанесена шкала длиной 1 мм, разделенная на 100 равных частей.
Окуляр-микрометр – окуляр, в который вставлена пластинка с линейкой, при помощи которого можно определить величину зерна, глубину слоя (азотирования, цементации), размер микродефектов.
Цена деления окуляра-микрометра зависит от увеличения объектива. Для определения цены деления окуляра-микрометра на предметный столик микроскопа устанавливается объект-микрометр. После наведения на фокус в поле зрения микроскопа видны шкалы объекта-микрометра и окуляра-микрометра. Совместив обе шкалы, можно определить, сколько делений шкалы объекта-микрометра совмещается с делениями шкалы окуляра-микрометра. На рис. 4.1.5 показана схема определения цены деления окуляра-микрометра. При данном объективе 40 делений окуляра-микрометра, видимых в поле зрения микроскопа, совмещаются с 28 делениями объекта-микрометра.
Цену деления окуляра-микрометра Цок рассчитывают по формуле
, (4.1.2)
где Цоб – цена деления шкалы объекта-микрометра (Цоб = 1/100 = 0,01 мм), М – число делений объекта-микрометра, Н – число делений окуляра-микрометра.
Рис. 4.1.5. Схема определения цены деления окуляра-микрометра