У різних областях промисловості необхідною умовою розробки і випуску металевих виробів є всебічне вивчення їх мікроструктури. На різних етапах виробництва технологи досліджують характеристики сировини, заготовок, деталей та кінцевих продуктів, що дозволяє успішно удосконалювати властивості матеріалів і своєчасно виявляти дефекти. Останні роки завдання подібних досліджень все частіше доручають оптичної техніки і, зокрема, металлографическому мікроскопу, який використовується для досліджень непрозорих об'єктів у відбитих поверхнях.

Призначення пристрою

Здебільшого такі апарати використовуються в сферах, які передбачають виконання тих або інших операцій з металами. Зокрема, їх застосовують геологи, археологи, металурги і фахівці з різних галузей приладобудування та електроніки, де важливий точний аналіз провідників. Яку ж інформацію дає мікроскоп для металографічних досліджень? Даний прилад дозволяє в відбитому світлі формувати структурну конфігурацію розміщення зерен матеріалу, фіксувати наявність у ньому сторонніх часток, визначати характеристики поверхневого шару і т. д. З точки зору дефектології та неруйнівного контролю, це вкрай важлива інформація, що дає уявлення про вади структури зовнішньої вироби з найдрібнішими подробицями про розмірних параметрах, кристалічній будові і навіть про деяких хімічних властивостях. Наприклад, таким методом аналізу виявляються дрібні раковини, тріщини, непровари та інші дефекти.

Конструкція апарату

Базовий пристрій приладу складається з трьох частин, до яких відноситься освітлювальний модуль, центральний блок і стіл. Освітлювальна частина являє собою лампу або ліхтар, який фіксується на регульованому поворотному кронштейні, а також має власну енергетичну підводку. В цю ж частину металографічного мікроскопа входить група світлофільтрів з різними квітами. Що стосується центрального блоку, то в ньому розміщується відразу кілька функціональних компонентів, серед яких призмова оптична система, освітлювальний тубус, предметні столики, регуляційні механізми, окулярні насадки і допоміжні засоби для організації технічних операцій в процесі роботи. Вся вищеописана інфраструктура розміщується на несучій базі столі мікроскопа, який містить оптичну лаву і різного роду ящики з тумбами, у яких зберігаються засоби апарату.

Принцип дії

Головне завдання приладу полягає в обробці параметрів випромінювання, відображеного поверхнею об'єкта. Для цього застосовується вищезгадана оптична система, яка фіксує найменші зміни апертурної діафрагми на фоні регулювання параметрів освітлення об'єкта. В деякому сенсі робочим фактором виміру виступає хід променів, який по-різному себе проявляє в світлих і темних полях. Наприклад, при дослідженні в світлому полі промені, що надходять від лампи, проходять через діафрагми (польову і апертурную) і направляються до відбивної пластині. Остання, у свою чергу, відображає характеристики досліджуваної структури, частково переправляючи світло і на цільове виріб з допомогою об'єктива.

При спостереженні предметів у темному полі оптичний металографічний мікроскоп взаємодіє з параболічною дзеркально-відбиваючою поверхнею, кільцевої діафрагмою та відкидною лінзою. Крайні пучки випромінювання, минаючи діафрагму, направляються до кільцевому дзеркалу, що охоплює пластину з відбивачем. З цього моменту дзеркало починає відбивати світло на конденсор з перенаправленням променів в площину об'єкта. Зображення сформується на основі характеристик відбитих променів, що пройшли через об'єктив і потрапили в оптичний тубус.

Характеристики металографічного мікроскопа

Робочий процес апарату характеризується двома групами параметрів – це показники об'єктива і окуляра. До основним робочим параметрам об'єктива відносяться:

Кратність збільшення – від 11х до 30х в умовах світлого поля, і від 30х до 90х при дослідженні в темному полі.

Числова апертура – від 017 до 13.

Фокусна відстань – в середньому від 24 до 23 мм.

Вільний відстань – від 013 до 54 мм.

У випадку з окуляром металографічного мікроскопа варто виділити дві ключові характеристики:

Фокусна відстань – від 12 до 83 мм

Лінійне поле зору – від 8 до 20 мм.

Інструкція з експлуатації

Перед використанням приладу необхідно відрегулювати станинную або робочу платформу конструкції, відкрити апертурную діафрагму, налаштувати механічні кріпильні вузли і пересунути колектор аналізу до лампи. Якщо використовується портативний металографічний мікроскоп, то оптимальної комбінації налаштувань окуляра та об'єктива допоможе домогтися програмне забезпечення, так як переносні моделі передбачають можливість підключення до комп'ютерних станцій безпосередньо в лабораторних умовах. Так чи інакше, до початку роботи рекомендується встановлювати шкалу збільшення в діапазоні від 500 до 1000 апертур. Далі можна переходити до сфетофильтрам, які підбираються за характеристиками об'єктивів-ахроматов. В даному випадку універсальним рішенням буде поправка на середні тони видимій частині. З апохроматами не поєднується тільки жовто-зелений світлофільтр. Після установки запускається процес оптичної обробки даних формованого зображення, графічні матеріали якого в подальшому відправляються на розшифровку у відповідності з завданнями аналізу.

Висновок

Технологія металографічного дослідження має досить вузьку спеціалізацію, що не знижує величезної цінності даного методу вивчення поверхонь. Назустріч споживачам у вигляді промислових підприємств з їх лабораторіями йдуть і самі розробники приладу, удосконалюючи його експлуатаційні якості. Наприклад, вітчизняний металографічний мікроскоп «МЕТАМ-P1» вартістю близько 13 тис. руб. відрізняється багатою комплектацією і присутністю сучасних високотехнологічних функцій. Досить відзначити його забезпечення наборами об'єктивів-планахроматов та компенсаційними окулярами з широкими оптичними діапазонами. І це лише базова версія в одному з сімейств металографічних агрегатних мікроскопів нового покоління.