1. Różnica między mikroskopem biologicznym a mikroskopem metalograficznym.

Mikroskop metalograficzny tym różni się od biologicznego, że pracuje na zasadzie wykorzystania światła odbitego od powierzchni zgładu. Tak więc w jego konstrukcji muszą być uwzględnione odpowiednie oświetlacze, przekazujące światło ze źródła na powierzchnię obserwowanego zgładu. Wynika to stąd, że próbki metali – nawet najcieńsze – są nieprzezroczyste i nie można dlatego stosować do ich oświetlania światła przechodzącego przez preparat. Stąd konieczność szlifowania i polerowania powierzchni metalu do lustrzanego połysku.

1. Budowa i zasada działa optycznego mikroskopu metalograficznego

Lampa żarowa o gęstym uzwojeniu stwarza punktowe źródło światła, soczewki kondensorowe wytwarzają równoległe wiązkę promieni świetlnych o dużej intensywności. Przesłona przepuszcza środkową część wiązki promieni zatrzymując promienie zewnętrzne powodujące błędy optyczne. Zmniejszenie przesłony aperturowej zmniejsza ilość światła biorącego udział w powstawaniu obrazu, ale jednocześnie powoduje wyostrzenie obrazu.

Oświetlacze metalograficzne bywają w zasadzie trzech typów. Wyróżniamy dwa typy oświetlaczy do światła prostopadłego, padającego prostopadle na szlif i jeden do światła padającego ukośnie na szlif (tzw. oświetlacz ciemnego pola). Każdy mikroskop metalograficzny ma możliwość łatwej wymiany oświetlaczy. Zastosowanie poszczególnych oświetlaczy dostosowuje się do charakteru badań i rodzaju struktury.

Schemat części optycznych w mikroskopie metalograficznym:

Oznaczenia na mikroskopie w laboratorium przedmiotowym:

PZO	Państwowe Zakłady Optyczne
10x	Powiększenie własne okularu (dziesięciokrotne powiększenie)
SK, PK	Opis budowy i konstrukcji
8/0,25 160/-	40/0,65 160/0
1,25x	Współczynnik przełożenia (przejścia światła)

Powiększenie całkowite mikroskopu obliczane jest jako iloczyn powiększenie obiektywu i

powiększenie okularu oraz ewentualnie przez powiększenie pośredniego układu optycznego.

Powiększenie całkowite mikroskopu przy stanowisku:

40 * 1, 25 * 10 = 500

8 * 1, 25 * 10 = 100

Zakres bezpiecznego widzenia mieści się w granicach od 100 do 500 przy większym powiększeniu mogą wystąpić błędy widzenia i nieostrość.

Większość mikroskopów do badań metaloznawczych budowana jest w tzw. układzie odwróconym tj. stolik przedmiotowy znajduje się ponad skierowanym ku górze obiektywem. Układ taki ułatwia zachowanie niezbędnego – prostopadłego położenia próbki do osi optycznej obiektywu.

1. Przygotowanie próbek do badań

Ogólną zasadą obowiązującą podczas przygotowywania próbek do badań metaloznawczych jest unikanie wprowadzania zmian i zniekształceń struktury podczas wykonywania próbki. Pobranie próbki pierwotnej powinno zatem odbywać się poprzez jej odłamanie, odcięcie lub odwiercenie przy ścisłej kontroli temperatury pobieranej próbki. Niedopuszczalne jest np. stosowanie wycinania próbki palnikami acetylenowo – tlenowymi. Najlepszym narzędziem do wycinania próbek są piły i przecinarki z tarczami diamentowymi o regulowanej prędkości obrotowej i intensywnym chłodzeniu.

Jeśli próbki są stosunkowo małe (poniżej 20 x 20 mm), dla ułatwienia szlifowania i polerowania, poddaje się je inkludowaniu tj. zatapia się je w żywicach syntetycznych akrylowych, epoksydowych lub fenolowych.

Wyciętą i zainkludowaną próbkę poddaje się szlifowaniu na papierach ściernych wodoodpornych. Czynność ta wykonywana jest najczęściej na szlifierkach talerzowych. Szlifowanie na papierze o kolejnej drobniejszej ziarnistości prowadzi się w kierunku prostopadłym do poprzedniego szlifowania, aż do zaniku rys po poprzednim papierze. Nie należy przy tym wywierać zbyt dużego nacisku na próbkę.

Próbki przeznaczone do obserwacji mikroskopowych poddaje się polerowaniu. Najczęściej stosowaną metodą jest polerowanie mechaniczne przy użyciu past diamentowych.

Próbki do badań mikroskopowych można poddawać trawieniu, najczęściej stosowane są rozcieńczone roztwory kwasów i związków utleniających np.:

• 2 - 5% kwasu azotowego w alkoholu etylowym – do stopów żelaza,

• 5 – 2% kwasu fluorowodorowego w wodzie – do stopów aluminium;

• 10 % chlorku żelazowego w wodzie – do stopów miedzi.

Kontrast poszczególnych obiektów po trawieniu jest wynikiem:

• mniejszej odporności granic ziaren na działanie odczynnika trawiącego;

• odmiennej orientacji ziaren i przez to różnej ich odporności na działanie odczynnika;

• różnej odporności różnych rodzajów ziaren na działanie odczynnika;

• różnej grubości warstw nierozpuszczalnych produktów trawienia na poszczególnych ziarnach (mogą powstawać barwy interferencyjne)

	UNIWERSYTET TECHNOLOGICZNO-PRZYRODNICZY im. Jana i Jędrzeja Śniadeckich Wydział Inżynierii Mechanicznej

Materiałoznawstwo

Temat: Budowa i zasada działania optycznego mikroskopu metalograficznego