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第一章光学金相显微镜的结构与使用金相显微镜的种类、型号很多,按功能可分为:教学型、生产型、科研型。按结构型式分为:台式、立式、卧式。此外还有紫外、红外、高温、低温、偏光、相衬、干涉等各种特殊用途的金相显微镜。任何一种金相显微镜均主要由光学系统、照明系统、机械系统、附件装置(包括摄影或其它装置)组成。金相显微镜的构造与使用4×型金相显微镜的机械结构1—载物台2—镜臂3—物镜转换器4—微动座5—粗动调焦手轮6—微动调焦手轮7—照明装置8—底座9—平台托架10—碗头组11—视场光阑12—孔径光阑(1)光学系统由灯泡发出的一束光线,经过透镜组、反光镜会聚于孔径光阑,随后经过聚光镜,再将光线聚焦在物镜后焦面,最后光线投射到试样上。从试样磨面反射回来的光线复经物镜、辅助透镜、半反射镜及棱镜造成一个放大倒立的实像,由目镜再次放大在明视距离处形成虚象。XJZ-1型金相显微镜的光学原理(2)照明系统照明系统一般包括光源、照明器、光阑、滤色片等。XJL-02型立式金相显微镜明场照明系统光源光源应具有足够的发光强度且要求发光均匀,发热程度要低并易于对亮度、位置进行调节。色温希望高和光谱连续性好。光源一般有低压钨丝灯、卤钨灯、氙灯、超高压汞灯和碳弧灯几种。光源的照明方式有科勒照明和临界照明之别。XJL-,光源位于镜体侧面与主光轴正交。因此,光线需转向90°,这种转变光线的装置叫做垂直照明器。利用照明进行照明的方式分为以下几种。(i) 平面玻璃反射照明。这种照明方法的特点是光线均匀地直射在试样表面,被浸蚀后的凹凸处无阴影产生,得到清晰平坦的图象。采用这照明方式,能真实地表示出各组成相,但缺乏立体感。平面玻璃反射照明(ii) 棱镜反射照明。这种照明是利用三棱镜作为折光元件,光源经棱镜全反射后,通过物镜光束便斜射到试样表面。这种照明方式与平面镜相比较光线损失极少,镜筒内的炫光较低,图象高密度大、衬度好。但这种照明方式棱镜占去镜筒将近一半的位置,也就是遮去了物镜孔径的一半,从而使物镜的有效数值孔径减小,分辨能力会降低,这种照明方式适合在放大100倍以下使用。棱镜反射照明(iii) 斜照明。光线与镜体光轴是一定角度,使照在试样上的光线是倾斜的。这种照明方式可以提高显微镜的分辨力,并使试样凸起部分产生阴影,从而增幼虫了图象的衬度和立体感。斜射照明可通过调节孔径光阑的平面位移而得到。斜照明(iv) 暗场照明。暗场照明的光学行程。来自光源的平行光束,被环形光阑所阻,而形成环形光束,经过平面玻璃转向,再经过物镜外围的抛物面反射镜,以大的倾斜角投射到试样表面,这时试样上平坦的部分所反射的光将不会进入物镜而呈暗色,对于凹陷部分却能将光线反射进入物镜。这一照明方式的特点是:使有效数值孔径增加,提高衬度,特别是能观察非金属夹杂的透明度及真实色彩暗场照明(3)光阑光阑分为孔径光阑和视场光阑。孔径光阑。孔径光阑的调节可以改变成象光束的大小和控制进入光学系统的光通亮。缩小孔径光阑,孔径角变小,这时光束只通过物镜的中心部分,利于消除物镜的单色象差,图象清晰,能提高景深,提高相的衬度。但孔径角小,会降低物镜的分辨能力。适当的增大孔径光阑,会增大亮度和提高鉴别能力。为了充分发挥物镜的分辨能力,又能兼顾景深,获得良好衬度,孔径光阑调到使入射光束刚好充满或略小于物镜孔径为宜。各种物镜的孔径不同,因此更换物镜时,孔径光阑应作相应调节,否则图象不清晰。