目前,數字已廣泛應用于高校實驗室。雖然儀器本身的操作并不復雜,但拍攝高質量的金相照片包含了較高的技術要求。本文總結了拍攝高質量金相照片的技術要點,供相關從業人員參考。
數碼的優點。
數字主要由、攝像頭、計算機和圖像采集卡組成。它使用專用軟件設置參數和數據采集,最終形成金相圖像。金相圖像也可以投射到大屏幕上,供多人觀察和分析,實現金相分析的多媒體教學。
數字沒有傳統的金相暗室,不需要清洗底片、打印照片等一系列繁瑣的工作,也可以存儲大量的金相圖像,可以隨時打印成照片,實現從金相照片拍攝、保存、查詢、輸出打印、建立數字檔案的全過程自動化。金相照片也可以通過金相分析軟件進行專業分析,如第二相面積含量測量、平均晶粒度評級、非金屬夾雜物評級、石墨球化率評級、顆粒度分析、滲碳層深度測量、脫碳層深度測量等。從拍攝金相照片到完成測試報告只需要幾分鐘。
影響照片質量的因素。
原材料本身的質量、樣品制備的質量、拍攝技巧和設備參數都會影響黃金照片的質量的質量,下面分別介紹這些方面。
1
影響原材料本身的質量。
疏松孔洞
鑄件常有松散、孔洞等鑄造缺陷,常見于實驗室熔化鑄件,樣品侵蝕后,孔周圍容易出現模糊水痕,可采用真空鑲嵌技術改進,真空鑲嵌材料可填充孔。
成分偏析
由于成分偏析,合金中各成分元素在結晶過程中分布不均勻,導致各部分組織的耐腐蝕性不一致。淺色區域和深色區域將出現在同一視野中。這種情況可以通過數字圖像處理軟件中的圖像均勻化功能來改善。
2
影響樣品制備質量。
劃痕
劃痕的原因是磨削或拋光不。劃痕是在樣品磨削過程中,沒有消除張砂紙的磨損痕跡,下一張砂紙過早磨削,留下部分劃痕;或拋光不,未消除磨損痕跡,侵蝕。根據劃痕的深度,選擇重新磨削或拋光。
樣品觀察面不均勻。
由于的照明源是可見光,因此比電子顯微鏡的景深要小得多,放大倍數越大,景深越小。樣品磨削后,表面有輕微的不平整。如果樣品表面觀察區域的差異超過顯微鏡的景深,則金相照片的一部分區域清晰,另一部分區域模糊;調整焦距后,原清晰區域模糊,模糊區域清晰,即整個視野不能同時聚焦。
以下方法可以改進:
改進磨削技術,用力均勻,使樣品觀察面盡可能平整;
改用放大倍數觀察拍攝,由于倍數減少,景深增加;
從樣品的整體觀察面來看,樣品的中心比邊緣更平整,邊緣容易出現不均勻,所以盡量觀察樣品的中心部分;
如果必須觀察樣品的邊緣,如涂層樣品、滲碳樣品等,則需要鑲嵌樣品。對溫度和壓力非常敏感的材料,以及微裂紋樣品,應采用冷鑲嵌,在室溫下固化,以免引起樣品組織的變化。此外,還可以使用熱鑲嵌和冷鑲嵌。冷鑲嵌的優點是不需要特殊設備,方便快捷。熱鑲嵌需要在鑲嵌機中進行,在加壓、加熱狀態下進行。鑲嵌后的樣品邊緣受到保護,使整個樣品表面相對光滑;
⑤樣品觀察面小時,磨削過程中不易穩定,容易出現弧度,還需要鑲嵌樣品。
如果腐蝕坑較淺,需要重新拋光和浸蝕,及時清潔樣品表面,然后用吹風機吹干樣品;如果腐蝕坑較深,則需要用細砂紙重新磨削,然后拋光和浸蝕。
浸蝕過淺
腐蝕的本質是一個化學溶解過程。由于原子排列混亂、缺陷多、能量高、優先腐蝕、凹槽,顯微組織出現。如果腐蝕時間短,腐蝕劑濃度低或腐蝕溫度低,顯微組織輪廓未顯示或不清晰,稱為腐蝕過淺。解決方案是重新腐蝕,延長腐蝕時間,增加腐蝕劑濃度或提高腐蝕溫度,直到出現清晰的顯微組織。
浸蝕過度
如果腐蝕時間過長,晶體邊界腐蝕過深、過寬,或顯微組織變黑、氧化層、大量腐蝕坑等,稱為過度腐蝕。過度腐蝕的原因是腐蝕時間過長,腐蝕劑濃度過高。解決方案是根據腐蝕坑的深度,選擇適當厚度的砂紙進行磨削和拋光,然后在控制腐蝕時間、降低腐蝕劑濃度的情況下進行重新腐蝕。
3
影響拍攝技巧。
亮度過高
如果拍攝時亮度過高,金相圖像中就會出現空白區域,導致金相圖像中大量細節丟失,
解決方案如下:
降低亮度,使組織最淺色部分(灰度值最小部分)能看到細節;
如果樣品被過度侵蝕,氧化層太厚,組織顏色太深,則應重新制備金相樣品,而不是通過提高亮度來解決問題。
視野過小
在選擇放大倍數時,應根據母材組織的厚度確定。不要盲目追求高倍數。我們不僅要區分組織,還要使組織重復。如果視野太小,組織就不具有代表性,
視野太小的金相照片。
4
影響相機硬件參數。
攝像頭的硬件參數包括攝像頭像素、光傳感器件面積、動態范圍、信噪比、灰度值等。攝像頭像素指數直接影響圖像分辨率,像素是形成圖像的元素數量。攝像頭像素越高,圖像分辨率越高,細節越多,圖像質量越好。光傳感器件面積越大,捕獲的光子越多,光傳感性能越好。動態范圍是指圖像中最亮、最暗的比值。動態范圍越大,圖像太亮的部分會自動變暗,太暗的部分會變亮,動態范圍的值越高,成像系統的性能就越好。信噪比是正常光信號與異常信號(噪聲)的比值。信噪比越高,異常信號產生越少,圖像質量越真實、越清晰?;叶戎涤糜诿枋錾傻膱D像所能包含的顏色數。灰度值越高,可以區分的灰階越多,圖像顏色越豐富。
5
影響軟件參數。
軟件參數包括曝光時間、白平衡、偏光附件參數等。
拍攝偏光金相照片時,首先使用偏差和偏差滑尺(偏差),然后樣品具有各種異性特征和陽極膜或化學侵蝕,在樣品表面形成一層與晶體位置密切相關的膜,根據光干擾原理顯示干擾波長。在拍攝過程中,調整偏差滑尺的角度,使圖像顏色對比。偏光功能使用一束偏振光,因此亮度要求大大提高。如果亮度值達到值,則不能滿足要求,則增加曝光時間進行補救。
6
解釋放大倍數。
放大倍數在數字照片中沒有實際意義。放大倍數隨著數字照片顯示比例的不同而變化。用文字描述金相照片的放大倍數是不客觀的,應以照片上的尺度為準。例如,在10×目鏡下觀看20×物鏡,放大倍數為20×10=200×;然而,當使用20×物鏡通過攝像頭收集數字圖像時,與目鏡倍數無關,因此不能簡單地乘以10。應以系統給出的尺度為準。尺度的長度與數字金相照片同時放大或縮小具有實際意義。
常見的合格金相照片。
合格的金相照片要求無水漬、腐蝕劑殘留痕跡、劃痕、腐蝕坑、顯微組織輪廓清晰,照片亮度適中,放大倍數適當,尺度齊全。圖5~12是一些合格的金相照片。
結論
拍攝高質量的金相照片,除了影響相機硬件的因素外,還要求金相樣品的觀察表面磨平,必要時鑲嵌樣品。樣品的每個磨削都應清除前一個磨削痕跡,拋光時間應適當,樣品表面無殘留劃痕和尾巴。選擇合適的腐蝕劑,避免腐蝕過淺、過深和腐蝕坑。腐蝕后,樣品表面應無腐蝕劑殘留、水痕污漬,顯微組織應清晰。拍攝金相照片時,注意亮度適中,放大倍數適當,糾正白平衡,調整偏差滑尺角度,使圖像顏色對比。
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